JP7490848B2 - Laser processing method, photomask and laser processing system - Google Patents

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  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

本発明は、走査型縮小投影光学系及びこれを用いたレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a scanning type reduction projection optical system and a laser processing device using the same.

ディスプレイ等の製造工程において用いられる技術として、ドナー基板上にマトリックス状に多数配置されたマイクロLEDなどの微小素子をレセプター基板に転写する技術がある。また、ドナー基板上に塗布された、導電性、粘着性等の各種の機能性膜や材料膜、有機EL膜等のレセプター基板への転写技術がある。例えば、リフト(LIFT:Laser Induced Forward Transfer)技術、スタンプ技術、ロール転写技術など様々である。しかし、いずれの技術もその工程に要求される高速処理と高い位置精度を両立させることは容易ではなく、高速であっても転写漏れや位置ずれなどが発生する。 One of the technologies used in the manufacturing process of displays and the like is to transfer microelements such as microLEDs arranged in a matrix on a donor substrate to a receptor substrate. There are also technologies for transferring various functional films, material films, organic EL films, etc., such as conductive and adhesive films, coated on a donor substrate to a receptor substrate. For example, there are various technologies such as LIFT (Laser Induced Forward Transfer) technology, stamp technology, and roll transfer technology. However, it is not easy for any of these technologies to achieve both the high-speed processing and high positional accuracy required for the process, and even at high speeds, transfer omissions and positional deviations occur.

特開2020-4478号公報JP 2020-4478 A 特開2006-41500号公報JP 2006-41500 A

そこで出願人は、高速かつ高精度なリフト装置を開発した(特許文献1)。しかし、そのリフト装置において用いる前述のスタンプ技術やロール転写技術を用いた転写装置により転写され、実装されたドナー基板やレセプター基板上の微小素子等には、1%にも及ぶ不良が存在することがある。そこで、この不良箇所に対し微小素子等を再転写する技術やそれを用いた装置に対しても高精度化と高速化の両方を兼ね備えることが求められている。 The applicant therefore developed a high-speed, high-precision lift device (Patent Document 1). However, the microelements on the donor substrate or receptor substrate that are transferred and mounted by the transfer device using the stamp technology or roll transfer technology used in the lift device may have defects of up to 1%. Therefore, there is a demand for technology to re-transfer microelements to these defective areas and for devices using such technology that combine both high precision and high speed.

また、そのような技術は、ドナー基板からレセプター基板への再転写用のみならず、基板上に位置する不良の微小素子等の照射対象物や不要な材料の部分の除去用としても用いることができ、微小素子等の転写による実装工程のほか、不良の除去工程に用いることも期待される。 In addition, such a technology can be used not only for retransfer from a donor substrate to a receptor substrate, but also for removing irradiated objects such as defective microelements and unnecessary material located on the substrate, and is expected to be used not only in mounting processes involving the transfer of microelements, but also in defect removal processes.

他方、特許文献1とは異なり、ステップアンドリピート方式による高精度な転写技術がある。例えば、修正対象基板上の不良の微小素子等があらかじめ除去されたあとの無素子箇所に、再度、微小素子等を再転写する技術では、エキシマレーザ光を、レンズアレイを組み合わせてなるビームホモジナイザーを用いて均一なエネルギー分布を持つレーザ光に整形し、これをフォトマスクと縮小投影レンズを用いて(再転写用の)ドナー基板上に位置する微小素子等に向け縮小投影し、その微小素子等を修正対象基板上にリフトする。この技術は、高い位置精度を持つステージによりドナー基板上の微小素子等を正確に修正対象基板上へリフト(再転写)することが可能であるが、微小素子1個あたりの処理時間として1~2秒程度必要とするため、1%に及ぶ大量な不良箇所が発生する可能性のある、ディスプレイ等の製造工程に用いる再転写装置としては、その生産効率に照らしても実用的とは言えない。 On the other hand, unlike Patent Document 1, there is a high-precision transfer technology using a step-and-repeat method. For example, in a technology for retransferring microelements to non-element locations after defective microelements on a substrate to be repaired have been removed in advance, an excimer laser beam is shaped into a laser beam with a uniform energy distribution using a beam homogenizer made up of a combination of lens arrays, and this is reduced and projected onto the microelements located on a donor substrate (for retransfer) using a photomask and a reduction projection lens, and the microelements are lifted onto the substrate to be repaired. This technology is capable of accurately lifting (retransferring) the microelements on the donor substrate onto the substrate to be repaired using a stage with high positional accuracy, but since it requires a processing time of about 1 to 2 seconds per microelement, it cannot be said to be practical in terms of production efficiency as a retransfer device used in the manufacturing process of displays, etc., where a large number of defective locations up to 1% may occur.

なお、高速化を可能とする技術として、ガルバノスキャナーとfθレンズを組み合わせた光学系により、レーザ光を高速でスキャンし照射対象物に照射する技術は周知であるが、この技術により、不良の微小素子等を高速で修正対象基板から除去することは、そのスキャナーによる位置精度が許容する限りにおいて可能であるが、その後の高い位置精度が要求される再転写においては、精度の限界ゆえ困難を伴う。 As a technology that allows for higher speeds, a technique is known in which a laser beam is scanned at high speed and irradiated onto the target object using an optical system that combines a galvanometer scanner and an fθ lens. Although this technique can quickly remove defective microelements from the target substrate as long as the positional accuracy of the scanner allows, there are difficulties with the subsequent re-transfer, which requires high positional accuracy, due to accuracy limitations.

そこで、このスキャナーによる位置精度の問題を解消するため、スキャンされるレーザ光を、fθレンズ等を介してフォトマスク上に配列された開口部に向け選択的に照射し、これを基板上に位置する所定の照射対象物に縮小投影することで、スキャナーの走査精度に対する依存度を下げた、高速かつ高い位置精度の走査型縮小投影光学系を構築することが可能である。特許文献2においては、Nd:YAGレーザのビームをガルバノミラーにて走査し、fθレンズとフォトマスクを介して縮小投影することにより、低い走査精度に起因するドナー基板上の照射エリアの位置ずれを補償する光学系の例が示されている。 To solve the problem of positional accuracy caused by the scanner, the scanned laser light is selectively directed at openings arranged on a photomask via an fθ lens or the like, and this is then reduced and projected onto a specified irradiation target located on a substrate, making it possible to construct a high-speed, high-positional accuracy scanning type reduced projection optical system that is less dependent on the scanning accuracy of the scanner. Patent Document 2 shows an example of an optical system that compensates for positional deviations in the irradiation area on a donor substrate caused by low scanning accuracy by scanning the beam of an Nd:YAG laser with a galvanometer mirror and reducing and projecting it via an fθ lens and a photomask.

しかし、各基板の大型化やさらなる高速処理のためには、ドナー基板上の照射エリアを大きくとり、短時間に多くの照射対象物にスキャンされたレーザ光を縮小投影する必要がある。すなわち、フォトマスク上のスキャン可能な照射エリアを大きくとる必要がある。この場合、特許文献2において用いられているfθレンズや縮小投影レンズの口径を大きくする必要があり、且つテレセントリックな設計とするには高いコストがかかってしまう。 However, in order to increase the size of each substrate and achieve faster processing speeds, it is necessary to enlarge the irradiation area on the donor substrate and reduce and project the scanned laser light onto many irradiation objects in a short time. In other words, it is necessary to enlarge the scannable irradiation area on the photomask. In this case, it is necessary to increase the aperture of the fθ lens and reduction projection lens used in Patent Document 2, and a telecentric design would be expensive.

さらに、微小素子等の照射対象物の極小化や高密度化に対応するためには、スキャナーの精度限界を補償することはもとより、隣接する照射対象物に干渉しないよう強度分布の安定且つ均一な極めて小さい照射エリアサイズのレーザ光がドナー基板上において必要である。加えて、そのような光学系を搭載した、特許文献1に記載の装置に代わるリフト装置や再転写装置、不良除去装置の実現も期待されている。 Furthermore, to accommodate the miniaturization and high density of irradiation targets such as microelements, it is necessary to compensate for the accuracy limits of the scanner, as well as to provide laser light with a stable and uniform intensity distribution on the donor substrate with an extremely small irradiation area size so as not to interfere with adjacent irradiation targets. In addition, it is expected that lift devices, retransfer devices, and defect removal devices equipped with such optical systems will be realized to replace the devices described in Patent Document 1.

そこで、大口径の高額なfθレンズやテレセントリック縮小投影レンズを用いることなく、スキャナーの精度不足を補いながら、均一で変動のないエネルギー分布を持つ微小な照射エリアを広範囲で高精度且つ高速でスキャンすることのできる走査型縮小投影光学系と、これを搭載した実装用若しくは再転写用のリフト装置等を低コストで提供し、さらに、これらを用いたその実施方法を提供することを目的とする。 The objective of the present invention is to provide a scanning type reduction projection optical system that can scan a wide area with a uniform and stable energy distribution at high speed and with high precision while compensating for the lack of precision of the scanner without using a large-diameter, expensive fθ lens or telecentric reduction projection lens, and to provide a low-cost lift device for mounting or retransfer that is equipped with the same, and further to provide a method of implementing the same using the same.

第1の発明は、基板上に複数配列されたミニLED若しくはマイクロLED等の微小素子、又は基板上に塗布若しくは印刷等により付着している材料膜や機能性膜などの照射対象物に向けてマルチモードのパルスレーザ光を照射し、照射対象物に直接、又は基板と照射対象物の間にある物質を介して反応を誘起させることを利用したレーザ加工装置において用いることのできる走査型縮小投影光学系であって、レンズアレイ型のズームホモジナイザー、1軸以上の駆動軸制御装置により走査されるスキャニングミラー、フォトマスク、及び、すくなくとも像側がテレセントリックである投影レンズ系をその構成光学素子として有し、前記フォトマスクには縮小投影される所定の形状の開口が所定のピッチにて複数配列されている。 The first invention is a scanning type reduced projection optical system that can be used in a laser processing device that irradiates a multi-mode pulsed laser light toward an irradiation target such as a microelement such as a mini-LED or micro-LED arranged in multiple on a substrate, or a material film or functional film attached to the substrate by coating or printing, and induces a reaction directly on the irradiation target or via a substance between the substrate and the irradiation target. The optical elements of the scanning type projection optical system are a lens array type zoom homogenizer, a scanning mirror scanned by a drive axis control device for one or more axes, a photomask, and a projection lens system that is telecentric at least on the image side, and the photomask has multiple openings of a predetermined shape that are reduced and projected, arranged at a predetermined pitch.

さらに、このホモジナイザーは、第1レンズアレイ及び第2レンズアレイ、並びにコンデンサーレンズを含み、第2レンズアレイとコンデンサーレンズにより無限遠補正光学系を構成するズームホモジナイザーであり、前記フォトマスク上の一以上の隣接する開口群をカバーする所定サイズの照射エリアをそのフォトマスク上に結像し、特に、当該照射エリアの位置及びサイズ並びに当該照射エリア内のエネルギー強度分布の変動を補償する。 Furthermore, this homogenizer is a zoom homogenizer that includes a first lens array, a second lens array, and a condenser lens, and that constitutes an infinity correction optical system with the second lens array and the condenser lens, and images an illumination area of a predetermined size that covers one or more adjacent groups of openings on the photomask on the photomask, and in particular compensates for fluctuations in the position and size of the illumination area and the energy intensity distribution within the illumination area.

「変動を補償」とは、例えば発振状態の変動がレーザ光のビームポインティングスタビリティーやビームサイズ、さらにはビーム断面の強度分布に変動をきたすことが知られているが、このズームホモジナイザーにより、フォトマスク上に結像された照射エリア内において、その影響を回避する状態をいう。その結果として、マスク投影されるドナー基板上においては極めて高均一なエネルギー分布を持った微小エリアの結像が得られる。 "Compensating for fluctuations" refers to a state in which, for example, fluctuations in the oscillation state are known to cause fluctuations in the beam pointing stability and beam size of the laser light, as well as in the intensity distribution of the beam cross section, but this zoom homogenizer avoids the effects of these fluctuations within the irradiation area imaged on the photomask. As a result, an image of a very small area with an extremely uniform energy distribution is obtained on the donor substrate projected onto the mask.

前記所定サイズは、前記開口群の周辺に隣接する他のいずれの開口にも当該照射エリアが及ばないサイズである。すなわち、スキャニングミラーの走査精度によるフォトマスク上の照射位置精度を考慮の上、仮に、レーザ光がその隣接する開口を通過して基板上の(照射が意図されていない)照射対象物に照射されたとしたならば、反応が誘起されてしまう閾値以上のエネルギー分布の境界(外縁)が、その照射エリアに内包される開口群に隣接するいずれの開口にも及ばない(かからない)サイズである。例として、図1において、一点鎖線で囲まれた照射エリア(DP)は、4つの開口(61)からなる開口群をカバーする照射エリアの許容可能な最大サイズを例示し、点線で囲まれた小さな照射エリアは1つの開口をカバーする照射エリアの最小サイズを例示する。図中では、いずれの照射エリアの例も、スキャナーの位置精度によるズレを表現するため二重に図示されている。 The predetermined size is a size in which the irradiation area does not reach any of the other openings adjacent to the periphery of the opening group. In other words, taking into consideration the irradiation position accuracy on the photomask due to the scanning accuracy of the scanning mirror, if the laser light passes through the adjacent opening and is irradiated to the irradiation target on the substrate (not intended to be irradiated), the boundary (outer edge) of the energy distribution above the threshold at which a reaction is induced is a size that does not reach (does not reach) any of the openings adjacent to the opening group contained in the irradiation area. As an example, in FIG. 1, the irradiation area (DP) surrounded by a dashed line illustrates the maximum allowable size of the irradiation area covering the opening group consisting of four openings (61), and the small irradiation area surrounded by a dotted line illustrates the minimum size of the irradiation area covering one opening. In the figure, each example of the irradiation area is illustrated twice to represent the deviation due to the position accuracy of the scanner.

例えば、この図1にて示すように開口(正方形)がフォトマスク(6)上にマトリックス状に配列されている場合において、そのうちn×n個(n≧1)を一括照射する照射エリア(正方形)の所定サイズの一辺(DP)は、各開口の一辺をMa、ピッチをPi、スキャナーによるフォトマスク上における走査位置精度をStとすると、次式の範囲にある。
Pi×(n-1)+Ma+St ≦ DP < Pi×(n+1)-Ma-St
この範囲を超える所定サイズの場合、意図しない隣接する開口(の一部)を通過した前記の閾値を超えたエネルギーを持つレーザ光が、同じく意図しない照射対象物に縮小投影され、反応を誘起してしまう可能性がある。開口の形状が正方形でない場合や、n×m個の一括照射における所定サイズ(DP)の範囲は設計事項である。
For example, in the case where openings (squares) are arranged in a matrix on the photomask (6) as shown in FIG. 1, one side (DP) of a predetermined size of an irradiation area (square) in which n × n (n≧1) of the openings are collectively irradiated is within the range of the following formula, where Ma is the side of each opening, Pi is the pitch, and St is the scanning position accuracy on the photomask by the scanner.
Pi×(n−1)+Ma+St≦DP<Pi×(n+1)−Ma−St
If the predetermined size exceeds this range, the laser light having energy exceeding the threshold value that passes through (a part of) an unintended adjacent opening may be reduced and projected onto an unintended object to be irradiated, possibly inducing a reaction. If the shape of the opening is not square, or if n×m holes are irradiated at once, the range of the predetermined size (DP) is a design matter.

マトリックス状に配列された開口をもつフォトマスクを一括照射に用いる場合、フォトマスク上の開口のピッチ(Pi)は、縮小投影レンズの縮小倍率を1/cとすると、レセプター基板上にリフト予定の照射対象物のピッチのc倍に固定される。 When a photomask with openings arranged in a matrix is used for batch irradiation, the pitch (Pi) of the openings on the photomask is fixed at c times the pitch of the objects to be irradiated that are to be lifted onto the receptor substrate, assuming that the reduction ratio of the reduction projection lens is 1/c.

なお、縮小投影レンズの仕様によっては、開口の数は図2のような1列に配列されたものから、上記の図1のようにマトリックス状に配列されたものまで様々なデザインを選択できる。これらはスキャニングミラーの走査可能範囲にも依存する。 Depending on the specifications of the reduction projection lens, the number of apertures can be chosen from a variety of designs, ranging from a single row arrangement as shown in Figure 2 to a matrix arrangement as shown in Figure 1 above. These also depend on the scanning range of the scanning mirror.

前記第1レンズアレイ及び第2レンズアレイを構成するレンズエレメントは、フライアイ型に限定されず、円筒型、球面型でもよい。従って、各レンズアレイが直交するレンズエレメントの組み合わせにより構成される場合もある。さらに、第3のレンズアレイが追加されたズームホモジナイザーの場合もある。 The lens elements constituting the first lens array and the second lens array are not limited to a fly-eye type, but may be cylindrical or spherical. Therefore, each lens array may be composed of a combination of orthogonal lens elements. Furthermore, there may be a zoom homogenizer in which a third lens array is added.

第2の発明は、第1の発明において、前記投影レンズ系が、前記コンデンサーレンズとフォトマスクの間に配置されたフィールドレンズと、少なくとも像側がテレセントリックな縮小投影レンズを含む構成からなる走査型縮小投影光学系である。 The second invention is a scanning type reduction projection optical system according to the first invention, in which the projection lens system includes a field lens arranged between the condenser lens and the photomask, and a reduction projection lens that is telecentric at least on the image side.

ここで、フィールドレンズの仕様は、ズームホモジナイザー、コンデンサーレンズ(3)及びテレセントリックレンズの仕様に基づき決定し、本発明においてその好適な位置は図3に示すようなフォトマスク(6)の直前である。このフィールドレンズ(5)の焦点距離はズームホモジナイザーからのレーザ光(第2レンズアレイ(2)のレンズエレメント数に相当する数の集光点)が像側テレセントリック縮小投影レンズ(8)の入射瞳位置に置かれた絞り(7)を通過できる曲率にて設計されている。 The specifications of the field lens are determined based on the specifications of the zoom homogenizer, the condenser lens (3), and the telecentric lens, and in the present invention, its preferred position is immediately before the photomask (6) as shown in FIG. 3. The focal length of this field lens (5) is designed with a curvature that allows the laser light from the zoom homogenizer (a number of focal points corresponding to the number of lens elements in the second lens array (2)) to pass through the diaphragm (7) placed at the entrance pupil position of the image-side telecentric reduction projection lens (8).

第3の発明は、第1又は2の発明における前記スキャニングミラー(4)が2軸のガルバノスキャナーで構成されている走査型縮小投影光学系である。これにより、フォトマスク(6)上に複数列配列された開口に向けレーザ光の照射エリアをスキャンすることができる。スキャニングミラーの制御装置は、専用のコントローラによる場合や専用のボードとPCの組み合わせによる場合など様々である。いずれも、パルスレーザ光の発振タイミングの制御としても用いることができる。 The third invention is a scanning type reduction projection optical system in which the scanning mirror (4) in the first or second invention is composed of a two-axis galvanometer scanner. This makes it possible to scan the irradiation area of the laser light toward the openings arranged in multiple rows on the photomask (6). There are various types of control devices for the scanning mirror, such as a dedicated controller or a combination of a dedicated board and a PC. Either of these can also be used to control the oscillation timing of the pulsed laser light.

第4の発明は、第1乃至3のいずれかの発明において、レンズアレイを構成する各レンズエレメントのサイズより小さいサイズを持つ開口が当該各レンズエレメントに対向して配列されている開口群からなるアレイマスクを、第1レンズアレイの直前又は第1レンズアレイと第2レンズアレイとの間に配置したズームホモジナイザーを用いた走査型縮小投影光学系である。これにより、フォトマスク上の開口形状が縮小投影されたドナー基板上において、レンズエレメント間の迷光による虚像を取り除くとともに、安定かつ高均一なエネルギー分布をもつ極めて微小な結像が得られる。また、レンズエレメント形状によらず、フォトマスクの開口形状又は並びに合わせた任意形状の微小結像が得られる。 The fourth invention is a scanning type reduced projection optical system using a zoom homogenizer in which an array mask consisting of an aperture group in which apertures having a size smaller than the size of each lens element constituting the lens array are arranged facing each of the lens elements, in any of the first to third inventions. The array mask is placed just before the first lens array or between the first lens array and the second lens array. This eliminates virtual images caused by stray light between the lens elements on the donor substrate onto which the aperture shape on the photomask is reduced and produces an extremely small image with a stable and highly uniform energy distribution. Furthermore, regardless of the lens element shape, a small image of any shape that matches the aperture shape or configuration of the photomask can be obtained.

レンズエレメントが円筒型の場合、細長い開口のアレイマスクを組み合わせて用いてもよい。なお、アレイマスクの位置は、第1レンズアレイの直前若しくは直後又は第1レンズアレイと第2レンズアレイ間に位置する範囲において、フォトマスク上の照射エリアをビームプロファイラー等で確認しながら決定する設計事項である。なお、レンズエレメントの数とアレイマスクの開口群の数は一致していなくても良い。例えば、アレイマスクの外周部の開口数を減らすことで光学系のNAを調整することができる。 When the lens elements are cylindrical, they may be used in combination with an array mask with a long and narrow aperture. The position of the array mask is a design item that is determined by checking the irradiation area on the photomask with a beam profiler or the like in the range immediately before or after the first lens array, or between the first lens array and the second lens array. The number of lens elements and the number of aperture groups on the array mask do not have to match. For example, the NA of the optical system can be adjusted by reducing the numerical aperture of the outer periphery of the array mask.

前記所定サイズの一例として、フライアイ型の第1レンズアレイのエレメントサイズ、又は第1レンズアレイの直前に配置された前記アレイマスクの開口のサイズをdA、第1レンズアレイの焦点距離をf1、第2レンズアレイの焦点距離をf2、これら第1及び第2レンズアレイ間の距離をa(ここではa=f2)とし、また、前記コンデンサーレンズの焦点距離をfC、前記投影レンズ系を構成するフィールドレンズの焦点距離をfF、これらのレンズ間隔をbとすると、前記フォトマスク上に結像する照射エリアの前記所定サイズ(DP)は、次式にて表される。 As an example of the predetermined size, if the element size of a fly-eye type first lens array or the size of the opening of the array mask arranged immediately before the first lens array is dA, the focal length of the first lens array is f1, the focal length of the second lens array is f2, and the distance between these first and second lens arrays is a (here, a = f2), the focal length of the condenser lens is fC, the focal length of the field lens that constitutes the projection lens system is fF, and the lens spacing between these lenses is b, then the predetermined size (DP) of the irradiation area imaged on the photomask is expressed by the following formula.

Figure 0007490848000001
Figure 0007490848000001

しかし、この構成では、第1レンズアレイの収差の影響やアレイマスクによる回折が発生し好適とは言えない。そこで、第1レンズアレイを光源側に移動し、アレイマスクを第2レンズアレイの光源側焦点位置付近に置くことで、これらの問題を回避する。さらに、アレイマスクにより切り出されるパルスレーザ光の利用効率も高めることができる。 However, this configuration is not ideal due to the effects of aberration in the first lens array and diffraction caused by the array mask. Therefore, these problems can be avoided by moving the first lens array toward the light source and placing the array mask near the light source-side focal position of the second lens array. Furthermore, the efficiency of use of the pulsed laser light extracted by the array mask can also be improved.

第5の発明は、第4の発明における前記アレイマスクが、その基材の面内において、サイズ若しくは形状又は開口の数の異なる開口群を切り替えて使用することを可能とする複数の種類の開口群が配列されている走査型縮小投影光学系である。 The fifth invention is a scanning reduction projection optical system in which the array mask of the fourth invention has multiple types of aperture groups arranged within the surface of the substrate, allowing the aperture groups with different sizes, shapes, or numbers of apertures to be switched and used.

アレイマスクの開口の数が第1レンズアレイの各レンズエレメントの数より少ない場合は、異形照明の機能を持つアレイマスクとなる。この異形照明用の開口群と、レンズアレイのレンズエレメントと同数の対向する開口群が1枚の基材に配列されているアレイマスクの例を図4に示す。 When the number of apertures in the array mask is less than the number of lens elements in the first lens array, the array mask has an irregular illumination function. Figure 4 shows an example of an array mask in which a group of apertures for irregular illumination and a group of opposing apertures, the same number as the lens elements in the lens array, are arranged on a single substrate.

第6の発明は、第4又は5の発明において、前記アレイマスクが、光軸周りに微小な回転調整を可能とするθ軸を含むマウントに設置されている走査型縮小投影光学系である。 The sixth invention is a scanning type reduction projection optical system according to the fourth or fifth invention, in which the array mask is mounted on a mount including a θ axis that allows for minute rotational adjustment around the optical axis.

第2レンズアレイの各レンズエレメントからの出射光がコンデンサーレンズによりフォトマスク上で重ね合わせることで均一性の高い結像が得られる。ここで、アレイマスクと第2レンズアレイの相対位置関係において、光軸に垂直な面内での位置ずれは均一性に影響しない。しかし、光軸周りの回転方向(θ)にずれがあると結像の輪郭がぼやけ、多重結像になる。その様子を図5に示す。(ここでは円形の開口形状を持つアレイマスクを用いている。)このような回転方向のずれの影響は、結像が小さくなるほど大きくなる。 A highly uniform image is obtained by overlapping the light emitted from each lens element of the second lens array on the photomask by a condenser lens. Here, in terms of the relative positional relationship between the array mask and the second lens array, misalignment in the plane perpendicular to the optical axis does not affect uniformity. However, if there is a misalignment in the rotational direction (θ) around the optical axis, the contours of the image will become blurred, resulting in multiple images. This is shown in Figure 5. (An array mask with a circular aperture shape is used here.) The effect of such misalignment in the rotational direction becomes greater as the image becomes smaller.

第7の発明は、第1乃至6のいずれかの発明における各種光学素子が、エキシマレーザによる発振波長に対応している走査型縮小投影光学系である。 The seventh invention is a scanning reduction projection optical system in which the various optical elements in any one of the first to sixth inventions correspond to the oscillation wavelength of an excimer laser.

第8の発明は、基板上に位置する照射対象物に向けてマルチモードパルスレーザ光を照射し、反応を誘起させることを利用したレーザ加工装置であって、レーザ装置から発振するマルチモードパルスレーザ光を、第1乃至6のいずれかに記載の走査型縮小投影光学系により、少なくともX軸とY軸の駆動軸を有するステージに保持された基板上に縮小投影する構成のレーザ加工装置である。 The eighth invention is a laser processing device that uses a multimode pulsed laser beam to irradiate an object to be irradiated located on a substrate to induce a reaction, and is configured to reduce and project the multimode pulsed laser beam emitted from the laser device onto a substrate held on a stage having at least X-axis and Y-axis drive axes using a scanning type reduction projection optical system described in any one of the first to sixth aspects.

ここで基板上に位置する照射対象物には、前述した不良の微小素子や、回路基板上の機能性膜の不要な部分など様々である。また、ここでの誘起される「反応」には、機械的反応、光学的反応、電気的反応、磁気的反応、及び熱的反応を含み、これらに限定されない。 The objects to be irradiated located on the substrate here include various objects such as the defective microelements mentioned above and unnecessary parts of the functional film on the circuit board. The "reactions" induced here include, but are not limited to, mechanical reactions, optical reactions, electrical reactions, magnetic reactions, and thermal reactions.

第9の発明は、第8の発明において、前記基板がその表面に前記照射対象物の位置するドナー基板であり、その照射対象物に向けてドナー基板の裏面からパルスレーザ光を照射することにより照射対象物を選択的に剥離又は分離し、ドナー基板に対向するレセプター基板上にリフトするための、実装用若しくは再転写用、又はこれら兼用のレーザ加工装置であり、より具体的にはリフト装置である。 The ninth invention is a laser processing device for mounting or retransferring, or a combination of the eighth invention, in which the substrate is a donor substrate on whose surface the irradiation object is located, and the irradiation object is selectively peeled off or separated by irradiating the back surface of the donor substrate with pulsed laser light toward the irradiation object, and lifted onto a receptor substrate facing the donor substrate, and more specifically, the device is a lifting device.

また、前記ステージは、ドナー基板をその裏面が前記パルス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であり、さらに、前記レセプター基板を保持する、X軸、Y軸、鉛直方向のZ軸、及びX-Y平面内にて回転するθ軸を有するレセプターステージを有し、前記走査型縮小投影光学系とこのドナーステージは第1定盤に設置され、レセプターステージは第2定盤又は基礎定盤に設置され、さらに、第1定盤と第2定盤は、それぞれが独立して基礎定盤上に設置されている構造を特徴とする。 The stage is a donor stage that holds the donor substrate with its back surface facing the incident side of the pulsed laser light, and further has a receptor stage that holds the receptor substrate and has an X-axis, a Y-axis, a vertical Z-axis, and a θ-axis that rotates within the X-Y plane, and the scanning reduction projection optical system and the donor stage are placed on a first base plate, and the receptor stage is placed on a second base plate or a base plate, and further the first base plate and the second base plate are each placed independently on the base plate.

ここで、照射対象物を選択的に剥離又は分離するとは、照射対象物が微小素子の場合は、その微小素子自体を選択的にドナー基板から剥離することを意味し、また、照射対象物が、ドナー基板上に印刷又は一葉に塗布された機能性膜等である場合は、フォトマスク上の開口を介して縮小投影されたレーザ光の結像位置とサイズに相当する部分の機能性膜等を選択的に剥離又は分離することを意味する。なお、この剥離又は分離においては、いわゆるアブレーションプロセスが介在しない場合も含む。 Here, selectively peeling or separating the irradiated object means, when the irradiated object is a microelement, selectively peeling the microelement itself from the donor substrate, and when the irradiated object is a functional film or the like printed or coated on the donor substrate, selectively peeling or separating the functional film or the like in a portion that corresponds to the image position and size of the laser light projected in a reduced scale through the opening on the photomask. Note that this peeling or separation also includes cases where the so-called ablation process is not involved.

なお、いずれのステージも、ステップアンドリピート動作を行うため、すなわち、レーザ光の照射時はいずれのステージも静止しているため、ガイドとの間で物理的に接触があり安定している転がり案内方式のほうが、エアベリング方式に比べ、コスト面も考慮して好適といえる。 In addition, because both stages perform step-and-repeat operations, i.e., both stages are stationary when the laser light is irradiated, the rolling guide method, which has physical contact with the guide and is stable, is more preferable than the air bearing method, also in terms of cost.

他方、これらのステージが設置される第1定盤、第2定盤や基礎定盤のいずれの定盤も、その材質は、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。石材として好適には、グラナイト(花崗岩/御影石)に代表される石材を用いる。 On the other hand, the first base plate, the second base plate and the base plate on which these stages are mounted must all be made of highly rigid materials such as steel, stone or ceramic materials. The preferred stone material is granite.

以上の構成により、レセプター基板上にリフトされる照射対象物の位置精度とその位置安定性は、これら走査型縮小投影光学系と振動を排除した各基板用ステージの設置構造により変動が抑制されたマスク、縮小投影レンズ及びドナー基板間の相対的位置関係、及びドナー基板上の照射対象物の配列位置精度により決定される。 With the above configuration, the positional accuracy and positional stability of the irradiation object lifted onto the receptor substrate are determined by the relative positional relationship between the mask, reduction projection lens, and donor substrate, whose fluctuations are suppressed by the scanning type reduction projection optical system and the vibration-free installation structure of the stages for each substrate, and the arrangement positional accuracy of the irradiation object on the donor substrate.

第10の発明は、第9の発明において、前記スキャニングミラーの制御装置が、あらかじめ取得した前記ドナー基板上の照射対象物の位置情報、及び前記レセプター基板上へのリフト予定位置の情報に基づき選択されたフォトマスク上の開口に向け、パルスレーザの光軸を走査するスキャニングミラーの制御とパルスレーザ光の照射を制御する機能とを含むリフト装置である。 The tenth invention is a lift device according to the ninth invention, in which the control device for the scanning mirror includes a function for controlling the scanning mirror that scans the optical axis of the pulsed laser toward an opening on a photomask selected based on previously acquired position information of an object to be irradiated on the donor substrate and information on a planned lift position on the receptor substrate, and a function for controlling the irradiation of the pulsed laser light.

特に、リフト装置を再転写装置として用いる場合など、再転写用のドナー基板上に無素子箇所や不良素子が実装されている不良箇所が存在する可能性は否定できない。そこで、リフト先のレセプター基板とリフト元のドナー基板それぞれの不良箇所の情報を基に選択された、リフトされるべきドナー基板上の照射対象物にのみ走査型縮小投影光学系からのレーザ光が照射されるために、その選択された照射対象物に相対するフォトマスク上の開口に光軸が走査されるようスキャニングミラーを制御する。 In particular, when the lift device is used as a retransfer device, the possibility cannot be denied that there are defective areas on the donor substrate for retransfer, such as areas without elements or areas with defective elements. Therefore, in order to irradiate only the irradiation target on the donor substrate to be lifted, which is selected based on the information on the defective areas of the receptor substrate to be lifted and the donor substrate from which the lift originates, with the laser light from the scanning type reduction projection optical system, the scanning mirror is controlled so that the optical axis scans the opening on the photomask that faces the selected irradiation target.

第11の発明は、第9又は10の発明において、前記ドナーステージが、二以上のドナー基板を保持することができ、且つこれらを切り替えて使用することができるリフト装置である。 The eleventh invention is a lift device according to the ninth or tenth invention, in which the donor stage can hold two or more donor substrates and can be switched between them for use.

例えば、導電性ペースト膜が塗布された第1ドナー基板に対し、本発明に係る走査型縮小投影光学系により縮小投影された所定のサイズのパルスレーザ光を照射し、対向するレセプター基板上の位置にそのサイズに相当する部分の導電性ペースト膜をリフト(ペースト印刷)する。次に、ドナーステージの移動により、第1ドナー基板を第2ドナー基板(キャリア基板)に切り替え、そのキャリア基板上の微小素子(デバイス)をレセプター基板上の同一の位置にリフトし、導電性ペースト膜を介してこれを固定させる。 For example, a first donor substrate coated with a conductive paste film is irradiated with pulsed laser light of a predetermined size, which is reduced and projected by the scanning type reduced projection optical system according to the present invention, and a portion of the conductive paste film corresponding to that size is lifted (paste printed) to a position on the opposing receptor substrate. Next, the donor stage is moved to switch the first donor substrate to a second donor substrate (carrier substrate), and the microelement (device) on the carrier substrate is lifted to the same position on the receptor substrate and fixed via the conductive paste film.

第12の発明は、第9乃至11の発明において、前記ドナーステージが第1定盤の下面に吊設されているリフト装置である。 The twelfth invention is a lift device according to any one of the ninth to eleventh inventions, in which the donor stage is suspended from the underside of the first base plate.

ドナーステージを構成する軸の設置順は設計事項であるが、好適には、水平に設置された第1定盤の下面から、X軸、Y軸の順で、θ軸を含む場合はその下に吊設する。なお、レセプターステージの軸構成も同様に設計事項である。 The order in which the axes that make up the donor stage are installed is a design matter, but preferably they are suspended from the bottom surface of the horizontally installed first base plate in the order of X-axis, Y-axis, and if the θ-axis is included, below that. The axis configuration of the receptor stage is also a design matter.

第13の発明は、前記レーザ装置がエキシマレーザ装置であることを特徴とする、第8の発明に係るレーザ加工装置、又は第9乃至12のいずれかの発明に係るリフト装置である。 The thirteenth invention is the laser processing device according to the eighth invention, or the lift device according to any one of the ninth to twelfth inventions, characterized in that the laser device is an excimer laser device.

第14の発明は、第9乃至13の発明のいずれかに記載の、走査型縮小投影光学系を搭載した本発明に係るリフト装置を用いて、ドナー基板上の照射対象物を対向するレセプター基板上に実装のため、又は再転写のためのリフト方法であって、ドナー基板上の照射対象物の位置情報である「位置情報D」、及びレセプター基板上への照射対象物のリフト予定位置である「位置情報R」をあらかじめ取得する検査工程と、ドナー基板上の領域を、所定のサイズの「分割エリアD」に区分する分割工程と、位置情報D及び位置情報Rに基づき、リフトする分割エリアD内の照射対象物の位置を選択する選択工程と、この選択された照射対象物の位置に(縮小投影レンズを介して)相対するフォトマスク上の開口を通過しドナー基板に照射されるレーザ光により、分割エリアD内の選択された照射対象物を、便宜上これと対向するレセプター基板上のエリアとして定める「分割エリアR」に向けリフトする転写工程と、当該転写工程後、ドナー基板とレセプター基板を次のリフト領域に移動する移動工程とを含み、以降、転写工程と移動工程を繰り返し、レセプター基板のリフト予定である全領域を対象にドナー基板上の選択された照射対象物をレセプター基板上に実装又は再転写を行うリフト方法である。 The 14th invention is a lifting method for mounting or retransferring an irradiation object on a donor substrate onto an opposing receptor substrate using a lifting device according to the present invention equipped with a scanning type reduction projection optical system described in any one of the 9th to 13th inventions, the lifting method including an inspection step for acquiring in advance "position information D" which is position information of the irradiation object on the donor substrate and "position information R" which is a planned lift position of the irradiation object onto the receptor substrate, a division step for dividing an area on the donor substrate into "division areas D" of a predetermined size, and a selection step for selecting the position of the irradiation object within the division area D to be lifted based on the position information D and the position information R. This lifting method includes a transfer process in which the selected irradiation object in the divided area D is lifted toward the "divided area R," which is defined as the area on the receptor substrate facing the divided area D for convenience, by laser light that passes through an opening on a photomask that faces the position of the selected irradiation object (via a reduction projection lens) and is irradiated onto the donor substrate, and a movement process in which the donor substrate and the receptor substrate are moved to the next lift area after the transfer process. Thereafter, the transfer process and the movement process are repeated, and the selected irradiation object on the donor substrate is mounted or re-transferred onto the receptor substrate for the entire area of the receptor substrate that is to be lifted.

検査工程において、実装されている照射対象物の位置情報の取得方法は様々であるが、全ての又はサンプリングによる二以上の、個々の照射対象物の画像を処理することにより得られる個々の重心座標とするなど、設計事項である。またこれら座標の原点位置の決定も設計事項である。位置情報D及び/又は位置情報Rは、本リフト装置とは別の独立した検査装置を用いて検査し、その結果を本リフト装置の制御装置に通信手段を介して取得してもよいし、本リフト装置にてドナー基板とレセプター基板の位置決め(アライメント)の際の測定結果を基に、設計上の数値から算出してもよい。なお、この検査工程は、実装又は再転写の総タクトタイムにもよるが、分割工程の前に実施することが望ましい。 In the inspection process, there are various methods for obtaining position information of the mounted irradiation target, but it is a design matter, such as using the individual center of gravity coordinates obtained by processing images of all or two or more individual irradiation targets by sampling. Determining the origin position of these coordinates is also a design matter. Position information D and/or position information R may be inspected using an inspection device independent of this lift device, and the results may be obtained via a communication means by the control device of this lift device, or may be calculated from design values based on the measurement results when positioning (aligning) the donor substrate and receptor substrate by this lift device. Note that this inspection process is desirably performed before the division process, although it depends on the total takt time for mounting or retransfer.

分割エリアD内の選択された照射対象物の位置とは、本リフト方法を実装用として用いる場合、対向する分割エリアR内のリフト予定位置に相対する全てのドナー基板上の照射対象物(但し、不良箇所を除く。)の位置であり、再転写用として用いる場合、レセプター基板上の不良箇所(無素子箇所)に相対するドナー基板上の照射対象物(但し、不良箇所(無素子箇所)を除く。)の位置である。 The position of the selected irradiation object in the divided area D refers to the position of all irradiation objects (excluding defective areas) on the donor substrate that face the intended lift position in the opposing divided area R when this lift method is used for implementation, and refers to the position of the irradiation object (excluding defective areas (non-element areas)) on the donor substrate that faces the defective areas (non-element areas) on the receptor substrate when used for retransfer.

転写工程においては、スキャニングミラーの走査を止めずに、その選択された照射対象物の位置に光軸が走査された時刻と同期してパルスレーザ光を発振させる場合と、走査と停止を繰り返す場合のいずれも含む。 The transfer process includes both cases where the scanning mirror does not stop scanning, and where the pulsed laser light is oscillated in synchronization with the time when the optical axis is scanned over the position of the selected irradiation object, and cases where scanning and stopping are repeated.

さらに、位置情報Dには、ドナー基板に正常に実装された、照射対象物としての微小素子又は正常に剥離や分離が可能な照射対象物の位置座標はもちろんのこと、不良又は欠損していると識別される照射対象物の位置座標も(異常位置情報として)含むことができる。本リフト方法を再転写用として用いる場合における位置情報Rも同様である。 Furthermore, the position information D can include not only the position coordinates of the microelement as the irradiation object normally mounted on the donor substrate or the irradiation object that can be normally peeled or separated, but also the position coordinates of the irradiation object that is identified as defective or missing (as abnormal position information). The same applies to the position information R when this lift method is used for re-transfer.

分割エリアDの最大サイズは、本リフト装置に搭載される走査型縮小投影光学系を構成する縮小投影レンズに依存する。特にテレセントリック縮小投影レンズは、その製造コストに鑑み開口数と倍率が制限されるため、これらの仕様によっては1回の走査によりリフト可能なフォトマスク上の、ひいてはドナー基板上の領域は制限される。 The maximum size of the division area D depends on the reduction projection lens that constitutes the scanning reduction projection optical system mounted on this lift device. In particular, the numerical aperture and magnification of a telecentric reduction projection lens are limited in consideration of its manufacturing cost, and depending on these specifications, the area on the photomask, and therefore on the donor substrate, that can be lifted in one scan is limited.

本リフト方法においては、本リフト装置が実装用として用いられるか、再転写用として用いられるかによらず、ドナー基板の領域に上記の分割エリアDを設定し、ドナー基板とレセプター基板を、これらを保持する各ステージのステップアンドリピート動作により移動し、これらステージの停止時に振動を回避して精度よくリフトする。 In this lifting method, regardless of whether the lifting device is used for mounting or retransfer, the above-mentioned divided area D is set in the area of the donor substrate, and the donor substrate and receptor substrate are moved by the step-and-repeat motion of each stage that holds them, and vibration is avoided when the stages stop, allowing for precise lifting.

第15の発明は、第14の発明において、ドナー基板上の照射対象物の設計上の実装ピッチが、本リフト方法を実装用として用いる場合には、位置情報Rから算出される設計上の実装ピッチに対し、又は再転写用として用いる場合には、既に実装されているレセプター基板上の照射対象物に対する設計上の実装ピッチに対し、1倍、1/2倍、1/3倍、、、となるような、1以上の整数分の1倍である場合のリフト方法である。 The fifteenth invention is a lift method according to the fourteenth invention, in which the design mounting pitch of the irradiation target on the donor substrate is 1/an integer greater than or equal to 1, such as 1/2, 1/3, etc., of the design mounting pitch calculated from the position information R when the lift method is used for mounting, or of the design mounting pitch of the irradiation target on the receptor substrate that has already been mounted when the lift method is used for retransfer.

なお、レセプター基板上におけるリフト予定位置がX×Yのマトリックス状の配列の場合は、対向する同一サイズのドナー基板上の実装ピッチが、X列において1/n倍、Y列において1/m倍(nとmは1以上の異なる整数)である場合も含むものとする。 Note that when the planned lift positions on the receptor substrate are arranged in an X x Y matrix, this also includes cases where the mounting pitch on the opposing donor substrate of the same size is 1/n times in the X column and 1/m times in the Y column (n and m are different integers greater than or equal to 1).

第16の発明では、先ず、検査工程にて取得した位置情報Dから算出されるドナー基板上の照射対象物の現実の実装ピッチと、同じく位置情報Rから算出されるレセプター基板上の実装ピッチとの間に、(ドナー基板上の実装密度との違いを考慮の上、)基板間において誤差がある場合を想定する。このレセプター基板上の実装ピッチは、本リフト方法を実装用に用いる場合、照射対象物のリフト予定位置(設計上の位置)から算出され、再転写用に用いる場合、すでに実装されている照射対象物の現実の実装ピッチである。 In the sixteenth invention, first, it is assumed that there is an error between the actual mounting pitch of the irradiated object on the donor substrate, calculated from the position information D acquired in the inspection process, and the mounting pitch on the receptor substrate, calculated from the position information R (taking into account the difference in the mounting density on the donor substrate). When this lift method is used for mounting, this mounting pitch on the receptor substrate is calculated from the planned lift position (design position) of the irradiated object, and when used for retransfer, it is the actual mounting pitch of the irradiated object that has already been mounted.

ドナー基板の製造工程に照らし、ドナー基板上に不良素子や無素子箇所が存在しないドナー基板であっても、実装されている照射対象物の現実の実装ピッチは、設計上の実装ピッチに対して誤差(δPi)を持つ場合がある。そして、この誤差が、同一基板上の場所によって傾向的に変動することはないとしても、ドナー基板の製造ロット間、ひいてはドナー基板間にて差がある(誤差を持っている)場合が想定できるからである。この場合、分割エリアDに内包される照射対象物の数に応じて誤差δPiが累積される。 In light of the manufacturing process of the donor substrate, even if there are no defective elements or no-element areas on the donor substrate, the actual mounting pitch of the mounted irradiation objects may have an error (δPi) from the designed mounting pitch. And even if this error does not tend to vary depending on the location on the same substrate, it is possible that there may be differences (errors) between donor substrate manufacturing lots and even between donor substrates. In this case, the error δPi accumulates according to the number of irradiation objects contained within the divided area D.

そこで、第16の発明は、第15の発明の移動工程における各基板の移動量を、この「累積誤差量」を相殺する移動量とするリフト方法である。 The sixteenth aspect of the present invention is a lift method in which the movement amount of each substrate in the movement process of the fifteenth aspect is set to a movement amount that offsets this "accumulated error amount."

第16の発明において、誤差(δPi)が一定以上の大きさを持つドナー基板を用いて分割エリアD内の照射対象物をリフトしようとする場合、そのエリア内の照射対象物の位置(基準となる位置からの照射対象物の数)によっては、そこでの累積誤差量がリフト位置精度上、許容範囲を超える場合がある。レセプター基板上のリフト予定位置とリフトされるドナー基板上の照射対象物の位置のずれはさることながら、フォトマスク上の開口を通過したレーザ光がドナー基板上で結像する予定位置と、その照射を受けるべき照射対象物の位置とのずれは、ドナー基板上の照射対象物の実装密度が高くピッチが狭い場合、特に問題となる。 In the sixteenth invention, when attempting to lift the irradiation objects in the divided area D using a donor substrate with an error (δPi) of a certain magnitude or more, depending on the positions of the irradiation objects in that area (the number of irradiation objects from the reference position), the accumulated error amount there may exceed the allowable range in terms of lift position accuracy. In addition to the deviation between the intended lift position on the receptor substrate and the position of the irradiation object on the lifted donor substrate, the deviation between the intended position where the laser light passing through the opening on the photomask is imaged on the donor substrate and the position of the irradiation object to be irradiated by the laser light becomes a particular problem when the mounting density of the irradiation objects on the donor substrate is high and the pitch is narrow.

そこで、第17の発明においては、ドナー基板上の隣接する照射対象物の間隔を上限とし、且つ、ドナー基板上の照射対象物に向け照射されるレーザ光の照射サイズと照射対象物のサイズの差、及びそれらの位置ずれがリフト位置精度に及ぼす影響を考慮の上、許容できる累積誤差量の範囲を定め、分割エリアD内における累積誤差量が最大となる位置(例えば左上端を基準とした場合における右下端)において、この許容範囲を超える場合、第16の発明の分割工程における分割エリアDのサイズを、その許容範囲以内にその位置における累積誤差量が収まるサイズにまでさらに縮小した「修正分割エリアD」とする。 Therefore, in the 17th invention, the distance between adjacent irradiation objects on the donor substrate is set as the upper limit, and the range of the allowable cumulative error amount is determined taking into consideration the difference between the irradiation size of the laser light irradiated toward the irradiation object on the donor substrate and the size of the irradiation object, and the effect of the positional deviation on the lift position accuracy. If the cumulative error amount in the divided area D exceeds this allowable range at the position where the cumulative error amount is maximum (for example, the lower right end when the upper left end is used as the reference), the size of the divided area D in the division process of the 16th invention is further reduced to a size where the cumulative error amount at that position falls within the allowable range, resulting in a "corrected divided area D."

そして、その修正分割エリアD内の選択された照射対象物を、対向するレセプター基板上の同じく便宜上同サイズとして定めた「修正分割エリアR」内へ実装又は再転写する。その後、次の修正分割エリアRへのリフトのためドナー基板とレセプター基板をステージにより移動する移動工程を実施する。その際、前記累積誤差量を相殺するように各ステージの移動量を調整する。 Then, the selected irradiation object in the correction division area D is mounted or retransferred into a "correction division area R" on the opposing receptor substrate, which is also set to the same size for convenience. After that, a movement process is performed in which the donor substrate and receptor substrate are moved by the stage in order to lift them to the next correction division area R. At that time, the movement amount of each stage is adjusted so as to cancel out the accumulated error amount.

なお、この累積誤差量の許容範囲を定めるに際し、1つの分割エリアD内において、前述の最大値を超える累積誤差量が生じない場合であっても、レセプター基板全体に対しドナー基板上の(又はレセプター基板上の)設計上のピッチに従って移動工程を重ねた結果、その最大値を超える場合があることを想定して、又はあらかじめシミュレーションして、この許容範囲(修正分割エリアDのサイズ)を定めるとよい。 When determining the allowable range of the accumulated error amount, even if the accumulated error amount does not exceed the aforementioned maximum value within one divided area D, it is advisable to determine this allowable range (size of the modified divided area D) on the assumption that the maximum value may be exceeded as a result of repeating the movement process according to the design pitch on the donor substrate (or on the receptor substrate) for the entire receptor substrate, or by simulating this in advance.

第18の発明は、第17の発明において、位置情報D、位置情報R、前記分割エリアDのサイズ、及び前記許容範囲、をパラメータとして、シミュレーションプログラムにより、レセプター基板全域の実装又は再転写に要する時間が最短となるよう前記修正分割エリアDのサイズ、各ステージの移動量の組み合わせ、及び各工程の実施順を決定して行うリフト方法である。 The 18th invention is a lifting method according to the 17th invention, in which the size of the corrected divided area D, the combination of the movement amounts of each stage, and the order of each process are determined by a simulation program using position information D, position information R, the size of the divided area D, and the tolerance range as parameters, so as to minimize the time required for mounting or retransferring the entire receptor substrate.

大口径のfθレンズやテレセントリック投影レンズを用いることなく、スキャニングミラーの走査精度不足を補いながら、均一で変動のないエネルギー分布を持つ微小且つ安定した照射エリアをフォトマスク上に配列された開口に向け高速スキャンし、照射対象物上に高均一且つ高精度に縮小投影する走査型縮小光学系と、これを搭載した不良除去装置や、実装用又は再転写用のリフト装置を低コストで実現する。 The present invention provides a scanning type reduction optical system that quickly scans a small and stable irradiation area with a uniform and stable energy distribution toward an aperture arranged on a photomask while compensating for the lack of scanning accuracy of a scanning mirror without using a large-diameter fθ lens or telecentric projection lens, and projects a highly uniform and highly accurate reduced image onto an object to be irradiated, as well as a defect removal device and a lift device for mounting or retransfer that are equipped with the same, all at low cost.

マトリックス状に開口が配列されたフォトマスクの様子を例示した概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a photomask in which openings are arranged in a matrix. 一列に開口が配列されたフォトマスクの様子を例示した概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a photomask in which openings are arranged in a row. 走査型縮小投影光学系の構成素子を配置した様子を例示した概念図。(アレイマスク無し)A conceptual diagram illustrating the arrangement of components of a scanning reduction projection optical system (without an array mask). 複数の開口群が配列されているアレイマスクの様子を例示した概略図。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an array mask in which a plurality of aperture groups are arranged. フォトマスク上の(θ軸ずれ)照射エリアのビームプロファイラー画像。Beam profiler image of the irradiated area on the photomask (θ axis offset). 走査型縮小投影光学系を搭載したリフト装置の概略概念図(立体)。1 is a schematic conceptual diagram (three-dimensional) of a lift device equipped with a scanning type reduction projection optical system. 走査型縮小投影光学系を搭載したリフト装置の概略概念図。FIG. 1 is a schematic conceptual diagram of a lift device equipped with a scanning type reduction projection optical system. ズームホモジナイザーの素子構成の概念図。A conceptual diagram of the element configuration of a zoom homogenizer. アレイマスクの概念図。A conceptual diagram of an array mask. アレイマスクの写真。Photo of the array mask. ズームホモジナイザーからドナー基板にかけての各光学素子の配置に関する概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram showing the arrangement of each optical element from the zoom homogenizer to the donor substrate. 矩形アレイマスク挿入時のフォトマスク上の結像状態を示すビームプロファイル画像。Beam profile image showing the imaging state on the photomask when a rectangular array mask is inserted. 円形アレイマスク挿入時のフォトマスク上の結像状態を示すビームプロファイル画像。Beam profile image showing the imaging state on the photomask when a circular array mask is inserted. 実施例1に用いたフォトマスクの概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram of a photomask used in Example 1. ドナー基板上に縮小投影されたレーザ光のビームプロファイル画像。A reduced-scale image of the laser beam profile projected onto the donor substrate. ドナー基板の有効なエリア全体に微小素子が実装されているエリアの様子の概念図。A conceptual diagram of an area in which microelements are mounted over the entire effective area of a donor substrate. 6インチのドナー基板上の領域を27の分割エリアに区分した様子の概念図。A conceptual diagram of a 6-inch donor substrate divided into 27 separate areas. ドナー基板上の位置と累積誤差量の関係を表す概念図。1 is a conceptual diagram showing the relationship between the position on a donor substrate and the amount of accumulated error. 不良位置情報Dと不良位置情報Rの重複する様子を表す概念図。11 is a conceptual diagram showing an overlapping state of defect position information D and defect position information R. 相対する各基板の分割エリアごとに、対向させてリフトする様子を表す概念図。1 is a conceptual diagram showing how the divided areas of opposing substrates are lifted up while facing each other. 相対しない各基板分割エリアごとに、対向させてリフトする様子を表す概念図。1 is a conceptual diagram showing how each of the divided areas of the substrate, which do not face each other, is lifted in an opposing manner.

以下、本発明を実施するための形態について、具体的な例と図を用いて説明する。なお、以下の説明では、便宜上前出の概念図等を用いる場合もある。 Below, the embodiment of the present invention will be described using specific examples and figures. Note that in the following description, the above-mentioned conceptual diagrams may be used for convenience.

本実施例1においては、サイズが6インチのドナー基板上に、マトリックス状に不良なく配列されたサイズが30×60[μm](X軸×Y軸)の微小素子(マイクロLED素子)である照射対象物を、同一サイズのレセプター基板に対し、222×225個の合計49950個マトリックス状に実装するリフト装置の実施例を示す。レセプター基板上に実装されるこの約5万個の微小素子に要求されるリフト位置精度は、±2[μm]であり、各軸方向のピッチは450[μm]である。なお、ドナー基板上には、レセプター基板にリフト予定位置の実装ピッチに対し、1/2倍のピッチで微小素子が不良なく(無素子箇所なく)配列され、その総数は、約20万個である。そして、隣接する微小素子との距離(間隔)はX:195[μm]、Y:165[μm]である。本実施例においては簡単のため、レセプター基板サイズをドナー基板と同サイズとし、微小素子の配列ピッチはX軸、Y軸共に同じとしたが、いずれも設計事項である。 In this embodiment 1, an example of a lift device is shown in which irradiation objects, which are microelements (micro LED elements) of size 30 x 60 [μm] (X axis x Y axis) arranged in a matrix on a 6-inch donor substrate, are mounted in a matrix of 222 x 225 elements, totaling 49,950 elements, on a receptor substrate of the same size. The lift position accuracy required for these approximately 50,000 microelements mounted on the receptor substrate is ±2 [μm], and the pitch in each axial direction is 450 [μm]. Note that on the donor substrate, the microelements are arranged without defects (without any non-element areas) at a pitch 1/2 times the mounting pitch of the intended lift position on the receptor substrate, and the total number of microelements is approximately 200,000. The distance (spacing) between adjacent microelements is X: 195 [μm], Y: 165 [μm]. For simplicity in this example, the size of the receptor substrate is the same as that of the donor substrate, and the array pitch of the microelements is the same on both the X and Y axes, but these are all design considerations.

はじめに、本発明の実施に係るリフト装置の外観の一例を図6Aに示す。この外観図の構成は、55インチサイズ以上のレセプター基板に対応可能である。また、主要構成部位の配置の概念図を図6Bに示す。なお、図6Bにおいてはレーザ装置、各種制御装置、その他各光学素子のマウント等の図示は省略し、X軸、Y軸及びZ軸方向は図中に示した。第1定盤(G11、G12)及び第2定盤(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)には剛性の高い鉄を用いた。 First, an example of the appearance of a lift device according to the present invention is shown in FIG. 6A. The configuration of this appearance diagram is compatible with receptor substrates of 55 inches or more in size. A conceptual diagram of the layout of the main components is shown in FIG. 6B. Note that in FIG. 6B, the laser device, various control devices, and mounts for other optical elements are omitted, and the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are shown in the diagram. The first base plate (G11, G12) and the second base plate (G2) are all stone base plates made of granite. And the base base plate (G) is made of highly rigid iron.

また、各定盤間や各定盤と各ステージの間には、その設置角度(直交/平行)を微調整するための回転調整機構を有していることが望ましい。具体的には、上述の特許文献1に記載の回転調整機構が好適である。さらに、各基板の位置をモニターする高倍率カメラがその基板を保持するステージ等の振動系統とは異なる部位に設置されていることが望ましい。 It is also desirable to have a rotation adjustment mechanism between each base plate and between each base plate and each stage to finely adjust the installation angle (perpendicular/parallel). Specifically, the rotation adjustment mechanism described in the above-mentioned Patent Document 1 is preferable. Furthermore, it is desirable to have a high-magnification camera that monitors the position of each substrate installed in a location separate from the vibration system of the stage that holds the substrate.

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。)のものも存在するが、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、その大きさにも依るが、一般的にリフト装置のステージ群が設置される基礎とは異なる定盤の上に設置される場合もある。 The laser device used in this embodiment 1 is an excimer laser with an oscillation wavelength of 248 nm. The spatial distribution of the emitted laser light is approximately 8 x 24 mm, and the beam spread angle is 1 x 3 mrad. All are expressed in terms of (length x width), and the numerical values are FWHM. There are various specifications for excimer lasers, including differences in output, repetition frequency, beam size, and beam spread angle, as well as laser light emitted vertically (with the vertical and horizontal directions reversed). However, there are many excimer lasers that can be used in this embodiment by adding, omitting, or modifying the design of the optical system. In addition, depending on the size of the laser device, it may be installed on a base different from the base on which the stages of the lift device are generally installed.

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、その先のズームホモジナイザーへと伝搬する。ここで、ズームホモジナイザーは、図6Bに示すとおり、その光軸がX軸に沿うように第1定盤(G11)上に配置されている。そして、このズームホモジナイザーに入射する直前におけるレーザ光は、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おり、ズームホモジナイザーの位置に依らず、概ね同一サイズにてX軸に沿ってこれに入射する。本実施例においては、そのサイズは、概ね25×25[mm](Z×Y)である。 The light emitted from the excimer laser enters the telescope optical system and propagates to the zoom homogenizer beyond. Here, the zoom homogenizer is placed on the first base plate (G11) so that its optical axis is aligned with the X-axis, as shown in FIG. 6B. The laser light just before entering the zoom homogenizer is adjusted by the telescope optical system so that it becomes a roughly parallel light, and enters the zoom homogenizer along the X-axis with roughly the same size regardless of the position of the zoom homogenizer. In this embodiment, the size is roughly 25 x 25 mm (Z x Y).

本実施例におけるズームホモジナイザーを構成する各レンズアレイ(1、2)は、図7に示す概念図に示すように、光軸に対し垂直なY-Z面内にて2枚一組の1軸シリンドリカルレンズアレイを直角に組み合わせたものである。レーザ光は、初段の組の第1レンズアレイ(1)に入射し、集光しながら後段の第2レンズアレイ(2)の光源側焦点位置付近に置かれたアレイマスク(10)を通過し、第2レンズアレイ(2)、コンデンサーレンズ(3)の順に伝搬する。
本実施例1においては、アレイマスクとして、0.75[mm]角の開口がマトリックス状に配列されているものを用いた。その概念図を図8Aに示す。この概念図においては、レンズアレイとの相対する様子を表すために、フライアイ型のレンズアレイ(1)の直前に配置されたアレイマスク(10)とその開口(101)の位置関係を概念図にて示している。本実施例において用いたアレイマスクの様子は図8Bに示す。
Each lens array (1, 2) constituting the zoom homogenizer in this embodiment is a pair of uniaxial cylindrical lens arrays combined at right angles in the YZ plane perpendicular to the optical axis, as shown in the conceptual diagram in Fig. 7. Laser light enters the first lens array (1) of the first set, and while being condensed, passes through an array mask (10) placed near the light source side focal position of the second lens array (2) in the latter set, and propagates in this order through the second lens array (2) and the condenser lens (3).
In this embodiment, an array mask having 0.75 mm square openings arranged in a matrix was used. A conceptual diagram of this is shown in FIG. 8A. In this conceptual diagram, the positional relationship between the array mask (10) and its openings (101) arranged just before the fly-eye type lens array (1) is shown in a conceptual diagram to show the relative state with respect to the lens array. The state of the array mask used in this embodiment is shown in FIG. 8B.

ズームホモジナイザーからドナー基板にかけての各光学素子の配置について、その概念図を図9に示す。詳細な配置位置については設計事項である。前記ズームホモジナイザーから出射したレーザ光は、2軸構成のスキャニングミラー(4)とその制御装置により走査され、フィールドレンズ(5)へと伝搬し、フォトマスク(6)上において結像する。 Figure 9 shows a conceptual diagram of the arrangement of each optical element from the zoom homogenizer to the donor substrate. The detailed arrangement is a matter of design. The laser light emitted from the zoom homogenizer is scanned by a two-axis scanning mirror (4) and its control device, propagates to the field lens (5), and is imaged on the photomask (6).

フォトマスク(6)上における結像面は、アレイマスク(10)の開口(101)を物体面として、第2レンズアレイ(2)とコンデンサーレンズ(3)により構成される無限遠補正光学系の像面である。
レーザ光は、スキャニングミラー(4)により走査され、そのフォトマスク(6)上の選択された1つの開口(61)に向けて伝搬され、所定サイズの照射エリアで結像する。図10Aはそのビームプロファイル画像である。この所定サイズは、選択されていない隣接するフォトマスク上の開口を介して意図していない照射対象物に照射されると反応が誘起されてしまう閾値以上を持つエネルギー分布の境界(外周・外縁)であり、本実施例においては概ね1[mm](FWHM)である。なお、図10Bは、アレイマスク(10)の開口形状が円形のものを用いた場合の、同じくフォトマスク(6)上のビームプロファイルである。
The image plane on the photomask (6) is the image plane of an infinity correction optical system composed of the second lens array (2) and condenser lens (3), with the aperture (101) of the array mask (10) as the object plane.
The laser light is scanned by the scanning mirror (4) and propagates toward one selected opening (61) on the photomask (6), forming an image in an irradiation area of a predetermined size. FIG. 10A is a beam profile image. This predetermined size is the boundary (outer periphery/edge) of the energy distribution that has a threshold value or more that induces a reaction when an unintended irradiation target is irradiated through an opening on an unselected adjacent photomask, and in this embodiment, it is approximately 1 [mm] (FWHM). FIG. 10B is a beam profile on the same photomask (6) when an array mask (10) with a circular opening shape is used.

本実施例1におけるフォトマスク(6)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11にその概念図を示す。レーザ光は、クロムメッキが施されていない白く示された窓部分(61)通過し、クロムメッキが施されている有色部分(62)にて遮断される。開口のサイズは60×100[μm]であり、これがX軸方向にピッチ600[μm]間隔にて74開口、Y軸方向に同じピッチで25開口、合計1850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。 The photomask (6) in this embodiment 1 is a synthetic quartz plate on which a pattern is drawn (applied) by chrome plating. A conceptual diagram is shown in FIG. 11. The laser light passes through the window portion (61) shown in white, which is not chrome plated, and is blocked by the colored portion (62) which is chrome plated. The size of the opening is 60 x 100 [μm], and 74 openings are arranged at a pitch of 600 [μm] in the X-axis direction, and 25 openings are arranged at the same pitch in the Y-axis direction, for a total of 1850 openings. The surface to be chrome plated is the laser light emission side, while the incident side is coated with an anti-reflection film for 248 [nm]. Furthermore, aluminum deposition or a dielectric multilayer film can be used instead of chrome plating.

なお、フォトマスク(6)及びアレイマスク(10)はそれぞれ専用のマウント(図示省略)に固定されており、このマウントは、X軸、Y軸、Z軸方向にそれぞれ移動するW軸、U軸、V軸、及びYZ面内の(光軸周りの)回転軸であるR軸(θ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。 The photomask (6) and array mask (10) are each fixed to a dedicated mount (not shown), and this mount has a six-axis adjustment mechanism including the W axis, U axis, and V axis that move in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, respectively, the R axis (θ axis) which is a rotation axis (around the optical axis) in the YZ plane, the TV axis that adjusts the tilt relative to the V axis, and the TU axis that adjusts the tilt relative to the U axis.

なお、ズームホモジナイザーを通過するレーザ光(の光軸)は、スキャニングミラー(4)によりフォトマスク上の開口部を高速で走査され、エキシマレーザ装置は、その光軸が各開口の位置に走査されたタイミングに同期してパルス発振している。 The optical axis of the laser light passing through the zoom homogenizer is scanned at high speed over the openings on the photomask by the scanning mirror (4), and the excimer laser device oscillates in pulses in synchronization with the timing at which the optical axis is scanned over the position of each opening.

フォトマスクパターンを通過したレーザ光は、絞り(7)を経て3/4の縮小倍率を持つ像側テレセントリック投影レンズ(8)に伝搬し、次にドナー基板(91)に向けその裏面から表面(下面)のサイズが30×60[μm](X×Y)の微小素子が実装されている位置に縮小投影される。図12はその投影されたレーザ光のビームプロファイル画像である。走査されるレーザ光の照射を受けたドナー基板上の微小素子は、ピッチ450[μm]にて次々と対向するレセプター基板上にマトリックス状にリフトされ、実装される。 The laser light that passes through the photomask pattern propagates through an aperture (7) to an image-side telecentric projection lens (8) with a reduction ratio of 3/4, and is then reduced and projected onto the donor substrate (91) from its rear surface to the position on the front surface (bottom surface) where a microelement with a size of 30 x 60 [μm] (X x Y) is mounted. Figure 12 is a beam profile image of the projected laser light. The microelements on the donor substrate irradiated with the scanned laser light are lifted in a matrix pattern on the opposing receptor substrate one after another at a pitch of 450 [μm] and mounted.

リフトされた30×60[μm]の照射対象物の数は、フォトマスク上の前述の74×25開口に相当する数であり、そのリフト範囲は、約33×11[mm]である。 The number of lifted 30 x 60 μm irradiation objects corresponds to the number of the aforementioned 74 x 25 openings on the photomask, and the lift range is approximately 33 x 11 mm.

なお、縮小投影レンズ(8)は像側テレセントリックであり、これを保持するZ軸駆動のステージ等による調整のほか、ドナー基板のZ軸方向の調整機能(Z軸ステージ(Zd))を追加し、光吸収層への結像をサポートする構成とすることもできる。しかし、ドナーステージの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。 The reduction projection lens (8) is image-side telecentric, and in addition to adjustment using a Z-axis driven stage that holds it, it is also possible to add an adjustment function for the donor substrate in the Z-axis direction (Z-axis stage (Zd)) to support imaging on the light absorption layer. However, it is necessary to take into consideration the decrease in lift position accuracy due to the increased load on the donor stage.

また、ドナー基板表面と光吸収層等の境界面における結像位置の調整の際には、マスク面と縮小投影レンズに対し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。本実施例1においては、ドナー基板表面と微小素子との境界面に縮小投影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。 When adjusting the imaging position at the interface between the donor substrate surface and the light absorbing layer, etc., a real-time monitor using a confocal beam profiler (BP) whose imaging plane is a plane that is conjugate to the mask surface and the reduction projection lens is effective. In this embodiment 1, the spatial intensity distribution of the laser light that is reduced and projected onto the interface between the donor substrate surface and the microelement is monitored in real time and with high resolution.

フォトマスク(6)上の全ての開口に向けレーザ光を走査し、結像位置の調整されたドナー基板上に配列された微小素子に向け、レーザ光を順次照射する。これにより、フォトマスク上の開口数に相当する1850個の微小素子が、レセプター基板上の同数のリフト予定位置へ実装される。なお、この1850ヵ所のリフト領域は、レセプター基板をX軸方向に3分割(A~C)、Y軸方向に9分割(1~9)、合計27分割(A1~A9、B1~B9、C1~C9)した際の1つのエリアに相当する。そのサイズは、スキャニングミラーの走査角と縮小投影レンズの開口径により決まる約33×11[mm]である。この1つのエリアに対するリフトが完了したのち、ドナー基板とレセプター基板を次のリフトエリアに移動する。例えば、X軸方向に33.3[mm]、Y軸方向に11.25[mm]の移動である。その後、再び1850ヶ所のリフトを行い、以降はリフト予定位置全体にこれを繰り返し、ドナー基板からレセプター基板への49950個の微小素子の実装が完了する。ドナー基板上には、前述のとおり、レセプター基板上へのリフト予定位置のピッチの1/2倍の高密度で微小素子が不良なく実装されているため、1枚のドナー基板により、4枚のレセプター基板への実装が行える。 The laser light is scanned toward all the apertures on the photomask (6), and the laser light is sequentially irradiated toward the microelements arranged on the donor substrate whose imaging position has been adjusted. As a result, 1850 microelements, which correspond to the number of apertures on the photomask, are mounted on the receptor substrate at the same number of planned lift positions. The 1850 lift areas correspond to one area when the receptor substrate is divided into three (A-C) in the X-axis direction and nine (1-9) in the Y-axis direction, for a total of 27 divisions (A1-A9, B1-B9, C1-C9). The size is approximately 33 x 11 [mm], determined by the scanning angle of the scanning mirror and the aperture diameter of the reduction projection lens. After the lift for this one area is completed, the donor substrate and the receptor substrate are moved to the next lift area. For example, the movement is 33.3 [mm] in the X-axis direction and 11.25 [mm] in the Y-axis direction. After that, lifting is performed again at 1,850 locations, and this process is repeated for all the planned lift positions, completing the implementation of 49,950 microelements from the donor substrate to the receptor substrate. As mentioned above, the donor substrate has microelements mounted without defects at a high density of 1/2 the pitch of the planned lift positions on the receptor substrate, so one donor substrate can be used to implement mounting on four receptor substrates.

なお、レーザ光のドナー基板上への各開口の結像サイズとそのエネルギー密度の関係によって、フォトマスク上へのレーザ光の照射エリアの所定サイズ(DP)を、例えば図1において一点鎖線にて示すように4つの開口を一括にて照射できるサイズとすることができる場合、実装にかかる時間を約1/4とすることができる。 In addition, depending on the relationship between the image size of each opening of the laser light on the donor substrate and its energy density, if the predetermined size (DP) of the irradiation area of the laser light on the photomask can be set to a size that allows four openings to be irradiated at once, for example, as shown by the dashed dotted line in Figure 1, the time required for mounting can be reduced to approximately 1/4.

また、図13に示すように、ドナー基板の形状がウェハー形状であり、且つその有効なエリア全体に微小素子が実装されているものを用いる場合などは、その微小素子の実装エリアに沿ったリフトエリア(図中、斜線にて示すエリア。)を設定し、スキャニングミラーの走査範囲をこれに合わせて走査することにより、隅々に位置する微小素子のリフトを行うこともできる。 Also, as shown in Figure 13, when using a donor substrate in the shape of a wafer with microelements mounted over its entire effective area, it is possible to lift microelements located in every corner by setting a lift area (the area indicated by diagonal lines in the figure) along the mounting area of the microelements and scanning the scanning range of the scanning mirror in accordance with this.

以上が、ドナー基板上の微小素子を対向するレセプター基板上へ実装するリフト装置、及び実装方法の具体例である。 The above is a specific example of a lift device and mounting method for mounting microelements on a donor substrate onto an opposing receptor substrate.

本実施例2においは、転写不良が無いとしたならば、495×495=245025個の40[μm]角の微小素子が、隣接する素子と200[μm]のピッチにてマトリックス状に実装されている修正対象の6インチのレセプター基板(以下、本実施例2において単に「レセプター基板」という。)の約1%に相当する不良箇所への再転写による修正例を本発明に係る修正用のリフト装置を用いて示す。また、レセプター基板同様、6インチの修正用ドナー基板(以下、本実施例において単に「ドナー基板」という。)上に配列されている再転写(修正)に用いられる微小素子も約1%に及ぶ無素子箇所(と不良箇所)が分布しているものとする。なお、本実施例2におけるドナー基板上には、レセプター基板上に実装されている微小素子の設計上の実装ピッチに対し、設計上1/4倍のピッチである50[μm]で微小素子が配列され、その総数は390万以上である。よって隣接する微小素子との間隔は10[μm]である。その他、本実施例2のリフト装置に搭載される走査型縮小投影光学系の構成概略や装置の構造は実施例1と同様であるが、各光学素子の仕様やその配置位置、及びこれらにより定まるビームプロファイル形状は設計事項である。 In this embodiment 2, assuming that there is no transfer failure, 495 x 495 = 245,025 40 [μm] square microelements are mounted in a matrix with adjacent elements at a pitch of 200 [μm] on a 6-inch receptor substrate (hereinafter, simply referred to as the "receptor substrate" in this embodiment 2), and a correction example is shown using a correction lift device according to the present invention to correct defective areas equivalent to about 1% of the substrate. In addition, like the receptor substrate, the microelements used for retransfer (correction) arranged on the 6-inch correction donor substrate (hereinafter, simply referred to as the "donor substrate" in this embodiment) also have about 1% of non-element areas (and defective areas) distributed. Note that on the donor substrate in this embodiment 2, microelements are arranged at a pitch of 50 [μm], which is 1/4 times the design mounting pitch of the microelements mounted on the receptor substrate, and the total number of microelements is more than 3.9 million. Therefore, the distance between adjacent microelements is 10 [μm]. In addition, the schematic configuration of the scanning reduction projection optical system mounted on the lift device of this embodiment 2 and the structure of the device are the same as those of the first embodiment, but the specifications of each optical element, their arrangement positions, and the beam profile shape determined by these are design matters.

本実施例2におけるフォトマスク(6)上には、図1に示すように縮小投影レンズ(8)の倍率(1/4倍)と微小素子サイズ(40[μm]角)により定まる形状よりも一回り大きい200[μm]角の開口(Ma)が、800[μm]ピッチ(Pi)で165個×55個のマトリックスに配列されている。この配列はレセプター基板に実装されている微小素子の配列に対応している。走査型縮小投影光学系によりこのフォトマスク上に結像する照射エリアのサイズは、本実施例1と同様の約1[mm]角であり、フォトマスク上において隣接する開口に干渉することのなく照射できるサイズである。この開口を通過したレーザ光は像側テレセントリック縮小投影レンズ(8)を介してドナー基板(9)上の再転写(修正)に用いられる微小素子に向けて結像する。 In the photomask (6) in this embodiment, as shown in FIG. 1, 200 [μm] square openings (Ma), which are slightly larger than the shape determined by the magnification (1/4 times) of the reduction projection lens (8) and the microelement size (40 [μm] square), are arranged in a matrix of 165 x 55 with a pitch (Pi) of 800 [μm]. This arrangement corresponds to the arrangement of the microelements mounted on the receptor substrate. The size of the irradiation area imaged on this photomask by the scanning type reduction projection optical system is about 1 [mm] square, the same as in the embodiment 1, and is a size that can be irradiated without interfering with adjacent openings on the photomask. The laser light that passes through this opening is imaged toward the microelement used for retransfer (correction) on the donor substrate (9) via the image-side telecentric reduction projection lens (8).

スキャニングミラー(4)の動作と同期してパルス発振した前記照射エリアサイズを持つエキシマレーザ光は、フォトマスク(6)上の200[μm]角の開口に照射される。この開口を通過したレーザ光は、1/4倍の縮小倍率の像側テレセントリック投影レンズ(8)を通過し、ドナー基板の裏面から、これに配列された微小素子に向け、10[μm]の間隔にて隣接する微小素子に干渉することなく照射される。本実施例において、照射されたパルスレーザ光はこの微小素子サイズより一回り大きい50[μm]角にてドナー基板の表面(下面)にて結像し、反応を誘起し、その位置にある微小素子をレセプター基板上の無素子箇所に向けてリフトする。 The excimer laser light having the irradiation area size, which is pulsed in synchronization with the operation of the scanning mirror (4), is irradiated onto an opening of 200 μm square on the photomask (6). The laser light passing through this opening passes through an image-side telecentric projection lens (8) with a reduction ratio of 1/4, and is irradiated from the back surface of the donor substrate toward the microelements arranged on it at intervals of 10 μm without interfering with adjacent microelements. In this embodiment, the irradiated pulsed laser light forms an image on the front surface (lower surface) of the donor substrate at a 50 μm square, which is slightly larger than the size of the microelements, and induces a reaction, lifting the microelements at that position toward the non-element areas on the receptor substrate.

以下、各工程に分けて具体的な再転写(修正)のためのリフト方法を示す。
(1)検査工程
ドナー基板上及びレセプター基板上に実装されている微小素子の位置情報として、設計上の位置情報と画像処理から得た現実の実装位置を取得する。具体的な座標は、微小素子の形状から得られる重心位置とし、座標原点は基板のオリフラの位置を参照して決定した。ここでは、ドナー基板上の位置情報を「位置情報D」、レセプター基板上の位置情報を「位置情報R」とした。
A specific lifting method for retransfer (correction) will be described below for each step.
(1) Inspection process: The position information of the microelements mounted on the donor substrate and the receptor substrate is obtained by acquiring the design position information and the actual mounting position obtained by image processing. The specific coordinates are the center of gravity position obtained from the shape of the microelement, and the coordinate origin is determined by referring to the position of the orientation flat of the substrate. Here, the position information on the donor substrate is called "position information D" and the position information on the receptor substrate is called "position information R".

位置情報Dは、再転写に用いるべきではない不良と認定される微小素子、及びそもそも実装されていない無素子箇所を含む。それらの位置座標は、隣接する微小素子から算出され、「不良位置情報D」として取得される。位置情報Rにおける「不良位置情報R」も同様である。 Position information D includes microelements that are recognized as defective and should not be used for retransfer, and non-element locations that are not mounted in the first place. The position coordinates of these are calculated from adjacent microelements and obtained as "defective position information D." The same applies to "defective position information R" in position information R.

また、本実施例において、ドナー基板上に配列された微小素子の設計上のピッチは、レセプター基板上に実装されている微小素子の設計上のピッチの1/4倍であり、その現実のピッチは、ドナー基板間、さらにはレセプター基板との間で誤差を持つ。そこで、この誤差を位置情報DとRから算出しておく。本実施例においては簡単のため、位置情報Rは設計上のピッチとし、そのピッチに対するドナー基板のピッチの誤差δPiの値は+0.0075[μm]である。 In addition, in this embodiment, the design pitch of the microelements arranged on the donor substrate is 1/4 the design pitch of the microelements mounted on the receptor substrate, and the actual pitch has an error between the donor substrates and between the receptor substrate. Therefore, this error is calculated from the position information D and R. For simplicity, in this embodiment, the position information R is set to the design pitch, and the value of the error δPi of the pitch of the donor substrate relative to that pitch is +0.0075 [μm].

(2)分割工程
6インチのドナー基板上の領域を実施例1と同様27の分割エリア(「分割エリアD」)に区分する。図14に示すとおり各エリアは、33×11[mm]であり、各分割エリアは便宜上A1~A9、B1~B9、C1~C9として図中に示す。レセプター基板も同様に27の「分割エリアR」として区分し、リフトは対向させる分割エリア間で行われる。
(2) Dividing Step The area on the 6-inch donor substrate is divided into 27 divided areas ("divided areas D") in the same manner as in Example 1. As shown in FIG. 14, each area is 33×11 mm, and for convenience, each divided area is shown in the figure as A1 to A9, B1 to B9, and C1 to C9. The receptor substrate is also divided into 27 "divided areas R", and lifting is performed between the opposing divided areas.

なお、この分割エリアDのサイズは、実施例1と同様、縮小投影レンズの有効な開口径、その他の仕様により制限されるフォトマスクのサイズと、同じく縮小投影倍率により決定される設計事項である。 The size of this division area D is a design item determined by the effective aperture diameter of the reduction projection lens, the size of the photomask limited by other specifications, and the reduction projection magnification, as in the first embodiment.

ここで、分割エリアDに内包される照射対象物の長軸(X軸)方向の数660(-1)個に対し、前述の誤差δPiを掛けて得られる累積誤差量として許容できる範囲を±5[μm]と設定した。
この許容範囲は、図15に示すように、分割エリアD(一点鎖線)の左上端を位置合わせの基準とする場合、フォトマスク上(6)の開口(61)を通過したレーザ光がドナー基板上の40[μm]角の微小素子上で結像するサイズである50[μm]角(図中の破線)が、累積誤差量が最大となる右端の位置にある微小素子(実線)の全面を照射できる限界を基に、任意に設定したものである。なお、図中の二点鎖線の40[μm]角は設計上のドナー基板上の微小素子の実装位置であり、破線の結像サイズに対し、中央に位置している。本実施例においては、分割エリアD内に実装されているいずれの微小素子も、そこでの設計上の位置に対し、累積誤差量が前記許容範囲内(659×0.0075≒4.94)にあるので、この分割工程において、縮小された「修正分割エリアD」を設定する必要はない。
Here, the allowable range of the cumulative error amount obtained by multiplying the number of irradiation objects contained in the divided area D in the long axis (X-axis) direction, 660(-1), by the above-mentioned error δPi was set to ±5 μm.
As shown in FIG. 15, when the upper left end of the division area D (dash line) is used as the reference for alignment, the allowable range is arbitrarily set based on the limit at which the 50 [μm] square (dashed line in the figure), which is the size at which the laser light passing through the opening (61) on the photomask (6) forms an image on a 40 [μm] square microelement on the donor substrate, can irradiate the entire surface of the microelement (solid line) located at the right end position where the accumulated error amount is maximum. Note that the 40 [μm] square of the two-dot chain line in the figure is the mounting position of the microelement on the donor substrate in the design, and is located in the center with respect to the image size of the dashed line. In this embodiment, the accumulated error amount of any microelement mounted in the division area D is within the allowable range (659×0.0075≒4.94) with respect to the design position there, so there is no need to set a reduced "corrected division area D" in this division process.

(3)選択工程
分割エリアDに対向する同サイズの分割エリアRに対し、その分割エリアRに実装されている9075個の微小素子の約1%にあたる無素子箇所(約91ヶ所の不良位置情報R)に向け、分割エリアD内に配列されている微小素子の中のうち、これと対向する位置にある微小素子を、選択的に、1対1にてリフトする。
(3) Selection process: For a divided area R of the same size facing the divided area D, a micro-element arranged in the divided area D is selectively lifted one-to-one toward a non-element location (approximately 91 defective location information R) which accounts for approximately 1% of the 9,075 micro-elements implemented in the divided area R, and the micro-element located opposite the non-element location is lifted one-to-one.

しかし、分割エリアD内にも実装されている微小素子(660×220=145200個)のうち、約1%にあたる1452個の不良素子が存在し、これら(不良位置情報D)は不良位置情報Rと重複する可能性がある。図16にその様子を示す。ここでは、ドナー基板越しにレセプター基板を観察しているイメージである。ドナー基板上に配列されている微小素子の配列の一部のエリアが示されている。この図では、分割エリアA1のうち破線で囲まれた左上の付近を拡大して示しており、このエリア内に位置するドナー基板上の微小素子の配列の様子が図示されている。 However, of the microelements (660 x 220 = 145,200 elements) mounted within divided area D, there are 1,452 defective elements, which is approximately 1%, and these (defective position information D) may overlap with defective position information R. This is shown in Figure 16. Here, the image is of the receptor substrate being observed through the donor substrate. A partial area of the array of microelements arranged on the donor substrate is shown. In this figure, the upper left area of divided area A1 surrounded by a dashed line is enlarged, and the arrangement of the microelements on the donor substrate located within this area is illustrated.

ここでは、あらかじめ除去工程によりレセプター基板から不良素子が取り除かれた無素子箇所の位置を、便宜上、白抜きの四角形(Mr)で示し、同じく正常にレセプター基板に実装されている微小素子の位置を黒色の四角形(Er)で、そのほかレセプター基板の16倍で高密度配列されたドナー基板上の微小素子の位置を灰色の四角形(Ed)で示した。(ErやMrと重なる位置のEdは図示省略。)前述のとおりドナー基板上の微小素子Edのピッチは、50[μm]であり、レセプター基板上の微小素子Erのピッチは200[μm]である。 Here, for convenience, the positions of the non-element areas where defective elements have been removed from the receptor substrate in a removal process are shown with open squares (Mr), the positions of the microelements that are similarly mounted normally on the receptor substrate are shown with black squares (Er), and the positions of the microelements on the donor substrate, which are densely arranged at 16 times the density of the receptor substrate, are shown with grey squares (Ed). (Ed overlapping with Er and Mr is not shown.) As mentioned above, the pitch of the microelements Ed on the donor substrate is 50 [μm], and the pitch of the microelements Er on the receptor substrate is 200 [μm].

まず、初めて修正に用いるドナー基板により1枚目のレセプター基板を修正する場合について説明する。
(3-1) 不良位置情報Dと不良位置情報Rを基板単位にて照合し、無素子箇所(Mr)と不良素子位置(Md)が重複している位置を事前確認する。ここでの確認すべき重複の有無は、図中に示されたドナー基板のX軸方向に並ぶβ列群と、同じくY軸方向に並ぶα列群が交差する位置(計245025ヶ所/基板)における基板単位(27エリア全て)の重複を意味する。なお、他のα’、α’’、α’’’、β’、β’’及びβ’’’列群は、16倍の密度にて実装されているドナー基板上の他の微小素子の配列位置を表す。(図中、α列群は左から3列のみ矢印で図示、β列群は上から2列のみ矢印で図示。他の「’」列群も同様に限定的に矢印にて図示している。)
First, a case will be described in which the first receptor substrate is repaired using a donor substrate used for repair for the first time.
(3-1) The defective position information D and the defective position information R are compared on a board-by-board basis to confirm in advance the positions where the non-element location (Mr) and the defective element location (Md) overlap. The presence or absence of overlap to be confirmed here means the overlap of the board unit (all 27 areas) at the positions where the β array group aligned in the X-axis direction of the donor board shown in the figure intersects with the α array group aligned in the Y-axis direction (total of 245,025 positions/board). Note that the other α', α'', α''', β', β'', and β''' array groups represent the arrangement positions of other microelements on the donor board that are mounted at 16 times the density. (In the figure, the α array group is shown with arrows for only the three rows from the left, and the β array group is shown with arrows for only the two rows from the top. The other "'" array groups are also shown with limited arrows in the same way.)

重複がなければ、選択工程として、無素子箇所(Mr)に相対するドナー基板上の微小素子の位置(Ed)が選択される。重複が確認された場合は後述する。 If there is no overlap, the selection step selects the position (Ed) of the microelement on the donor substrate that corresponds to the non-element portion (Mr). If an overlap is confirmed, the procedure will be described later.

(3-2) 他方、修正に使用済みのドナー基板と、(1枚目又は)2枚目以降のレセプター基板の組み合わせによる修正の場合は、もともとドナー基板の持つ約1%の不良素子の位置情報(Md)に、さらに過去再転写に使われたことにより微小素子が欠損している使用済みの位置情報を加えた全ての位置情報(1%のMd+使用済みMd)とレセプター基板上の無素子箇所の分布位置情報(Mr)を照合し、重複の有無を事前確認する。その結果、重複がなければ、選択工程として、無素子箇所(Mr)に相対するドナー基板上の微小素子の位置(Ed)が選択される。 (3-2) On the other hand, in the case of repairs that involve a combination of a donor substrate that has already been used for repairs and a (first or) second or subsequent receptor substrate, all of the position information (1% Md + used Md), which is the original position information (Md) of the approximately 1% of defective elements on the donor substrate plus the position information of used substrates that are missing microelements due to past use in retransfer, is compared with the distribution position information (Mr) of the element-free locations on the receptor substrate to check in advance whether there is any overlap. If there is no overlap, then in the selection process, the position (Ed) of the microelement on the donor substrate that corresponds to the element-free location (Mr) is selected.

(4)転写工程
上述(3-1)又は(3-2)の場合において、再転写に用いられるドナー基板上の微小素子の位置が選択されたあと、1枚目又は2枚目以降のレセプター基板の修正を前述の分割エリアA1から再転写を開始する。スキャニングミラー(4)によりフォトマスク(6)と縮小投影レンズ(8)を介して、レーザ光の光軸をドナー基板上のβの列に沿って走査する。このエリア内にて、選択された位置に、光軸が走査されたタイミングにて発振するエキシマレーザ光により、ドナー基板上の選択された位置に実装されている微小素子は、レセプター基板上の対向する無素子箇所(Mr)に向けてリフトされる。
(4) Transfer process In the above-mentioned cases (3-1) or (3-2), after the position of the microelement on the donor substrate to be used for retransfer is selected, retransfer of the first or second or subsequent receptor substrate is started from the above-mentioned divided area A1. The optical axis of the laser light is scanned along the β row on the donor substrate by the scanning mirror (4) via the photomask (6) and the reduction projection lens (8). Within this area, the microelement mounted at the selected position on the donor substrate is lifted toward the opposing non-element area (Mr) on the receptor substrate by the excimer laser light oscillated at the timing when the optical axis is scanned to the selected position.

(5)移動工程
ドナー基板のエリアA1内の選択された位置にある微小素子によるレセプター基板のエリアA1への修正が終了後、次のエリアA2に対しても同様に修正を行う。エリアの移動は、各基板を保持するステージの移動により任意の順番(例えば、A1~A9→B1~B9→C1~C9)にて全てのエリアにおける修正を行う。なお、各分割エリアの移動時のステージ移動量については、前述の累積誤差量(約+4.95[μm])を相殺するように設定する。修正の必要な全分割エリアへの修正完了後は、このレセプター基板を次に修正するレセプター基板に交換する。
(5) Movement process After the area A1 of the receptor substrate has been modified using the microelement at a selected position within the area A1 of the donor substrate, the next area A2 is modified in the same manner. The areas are moved by moving the stage holding each substrate, and all areas are modified in any order (e.g., A1-A9→B1-B9→C1-C9). The amount of stage movement during the movement of each divided area is set so as to offset the aforementioned accumulated error amount (approximately +4.95 μm). After the modification of all divided areas that require modification has been completed, the receptor substrate is replaced with the next receptor substrate to be modified.

他方、前述の(3-1)又は(3-2)における基板単位による照合において、重複のあることが確認された場合、照合対象の列群をαからα’列群へ、又は、βからβ’列群へ変更し、変更後の列群の組み合わせ(変更された列群の交点)において、前述の(3-1)又は(3-2)と同様に基板単位で照合し重複がないか確認する。この場合、可能な列群の組み合わせは、15通りである。基板単位にて重複の無い列群の組み合わせが見つかった場合、その組み合わせに基づき無素子箇所(Mr)に相対するドナー基板上の微小素子の位置(Ed)が選択される。なお、転写工程の前に、その列群の組み合わせに応じた基板の移動を行う。図17にて、各分割エリア(A1)間における再転写時の基板間の位置の様子を示す。 On the other hand, if overlap is confirmed in the comparison by substrate unit in the above (3-1) or (3-2), the column group to be compared is changed from α to α' column group or from β to β' column group, and the combination of column groups after the change (intersection of the changed column groups) is compared by substrate unit to check for overlap as in the above (3-1) or (3-2). In this case, there are 15 possible combinations of column groups. If a combination of column groups without overlap is found by substrate unit, the position (Ed) of the microelement on the donor substrate corresponding to the non-element portion (Mr) is selected based on that combination. Note that the substrate is moved according to the combination of column groups before the transfer process. Figure 17 shows the position between the substrates at the time of re-transfer between each divided area (A1).

また、前述の(3-1)又は(3-2)における基板単位の照合において、15通りのいずれの組み合わせにおいても、重複の無い列群の組み合わせが見つからない場合は、広い基板単位ではなく狭い対向する分割エリア単位で照合する。例えば、レセプター基板のエリアA1とこれに対向するドナー基板のエリアA1に限定して照合する。その結果、α列群とβ列群の交差する位置において重複がなければそのまま転写工程に移行し、重複があれば、少なくとも対向する各基板の分割エリア(A1)内において、重複のない他の列群の組み合わせ(例:α’列群とβ’’列群)を摸索する。その組み合わせは最多で16通り存在する。見つかった重複のない列群の組み合わせにおいて、ドナー基板の分割エリアA1によるレセプター基板の分割エリアA1の修正が完了したあと、次のエリアA2に対しても同様の照合を経て重複のない列群の組み合わせにおいてレセプター基板のエリアA2を修正する。以降、ドナーA3とレセプターA3、ドナーA4とレセプターA4、、、とこれを繰り返す。なお、例えば分割エリアB5同士間においてのみ重複があり、このエリアを除けば基板単位で重複がない場合、それ以前と以降のエリア限定の照合は不要である。 In addition, in the comparison of substrate units in (3-1) or (3-2) described above, if no combination of column groups without overlaps is found in any of the 15 combinations, comparison is performed not in broad substrate units but in narrow opposing divided areas. For example, comparison is limited to area A1 of the receptor substrate and area A1 of the donor substrate facing it. As a result, if there is no overlap at the intersection of the α column group and the β column group, the process proceeds directly to the transfer process, and if there is overlap, a search is made for other combinations of column groups without overlaps (e.g., α' column group and β'' column group) at least within the divided area (A1) of each opposing substrate. There are a maximum of 16 such combinations. After the correction of the divided area A1 of the receptor substrate by the divided area A1 of the donor substrate is completed in the combination of column groups without overlaps that has been found, the next area A2 is subjected to a similar comparison, and the area A2 of the receptor substrate is corrected in the combination of column groups without overlaps. After that, this process is repeated for donor A3 and receptor A3, donor A4 and receptor A4, etc. Note that if there is overlap only between divided areas B5, and there is no overlap on a board-by-board basis except for this area, there is no need to compare areas limited to those before and after.

前述の対向する分割エリア同士の照合(A1とA1、B1とB1、、)において、重複の無い列群の組み合わせが見つからなかった場合は、その時点で、照合の対象とするドナー基板上のエリアをこれと対向する分割エリア同士に限定した照合から、ドナー基板の他の26の分割エリアとの照合へと、その限定を外し、重複の無い列群の組み合わせをエリア単位で摸索する。図18にその様子を示す。ここでは、ドナー基板の分割エリアC5とレセプター基板の分割エリアA3の組み合わせにおいて、例えばα’’’群とβ’’’群の交差位置による再転写である。但し、この照合対象の分割エリアを変更した時点までに修正に使用されてしまった微小素子の欠損位置が反映された不良位置情報(Md)を考慮して、重複のない列群の組み合わせを分割エリア間にて模索しなければならない点に留意する。加えて、頻繁な列群の移動や対向させる分割エリアへの移動のためのステージ移動に要する時間も総合的に勘案し、妥当なタクトタイムが実現できるかを検討する(計算する)必要がある。その計算結果に従い、適宜、重複の照合範囲の選択やドナー基板の交換時期の判断を行う。 If no combination of column groups without overlaps is found in the aforementioned comparison of opposing divided areas (A1 and A1, B1 and B1, etc.), the area on the donor substrate to be compared is removed from the comparison limited to the opposing divided areas to the comparison of the other 26 divided areas of the donor substrate, and a combination of column groups without overlaps is searched for area by area. Figure 18 shows how this is done. Here, in the combination of divided area C5 of the donor substrate and divided area A3 of the receptor substrate, for example, retransfer is performed at the intersection position of the α'''' group and the β'''' group. However, it should be noted that a combination of column groups without overlaps must be searched for between the divided areas, taking into account the defective position information (Md) that reflects the defective position of the microelement that has been used for repair by the time the divided area to be compared is changed. In addition, it is necessary to consider (calculate) whether a reasonable takt time can be realized by comprehensively taking into account the time required for frequent movement of the column groups and for moving the stage to the opposing divided area. Based on the calculation results, the appropriate range of overlaps is selected and the timing of donor substrate replacement is determined.

なお、レセプター基板上へのレーザ光の直接照射が悪影響を及ぼさない限りにおいて、不良位置情報の重複の有無に拘わらず、転写工程を行ってしまい、例えば重複のために再転写されなかった無素子箇所については異なるドナー基板による2回目以降の修正に委ねる、などの選択肢も生じることになる。さらには基板ごとの照合と、分割エリアごとの照合を、タクトタイムのシミュレーションに基づき適時に組み合わせて行うこともでき、さらには、検査工程において予め取得した各基板の位置情報を基に、シミュレーションされた最もタクトタイムの短い各照合方法やその範囲の組み合わせを定めておくことも可能である。 As long as direct irradiation of the laser light onto the receptor substrate does not have an adverse effect, the transfer process can be carried out regardless of whether there is overlap in the defective position information, and for example, non-element locations that were not retransferred due to overlap can be left to a second or subsequent correction using a different donor substrate. Furthermore, matching for each substrate and matching for each divided area can be combined in a timely manner based on a simulation of the takt time, and it is also possible to determine the combination of each matching method and its range that results in the shortest simulated takt time based on the position information of each substrate previously obtained in the inspection process.

本実施例のように、分割エリアRごとに再転写する場合、すなわち、フォトマスク上の開口数(165×55個)ごとに約30個/秒のスキャン速度を持つスキャニングミラーを一気に走査して再転写する場合、基板間で不良位置の重複が無いとしたならば、1分割エリアあたりの(約90箇所の)修正に要する時間は約3秒であり、これを27の分割エリアに行う時間と、分割エリア移動のための各基板の移動時間を考慮しても、基板がセットされてから修正が終わるまでに要する時間は、おおむね90秒前後である。 When retransferring for each divided area R as in this embodiment, that is, when retransferring by scanning a scanning mirror with a scan speed of about 30/sec for each aperture number on the photomask (165 x 55) in one go, if there is no overlap of defective positions between substrates, the time required for repairing one divided area (about 90 locations) is about 3 seconds. Even when taking into account the time to do this for 27 divided areas and the time it takes to move each substrate to move between the divided areas, the time required from when the substrate is set to when repairing is completed is roughly around 90 seconds.

1箇所の微小素子の再転写に約1秒を要する前述の従来装置を用いた場合の約2450秒のタクトタイムと比較して圧倒的な速さで1%に及ぶ不良素子の修正を実現できる。また、照合(重複確認)に要する計算時間と、重複回避のための前記列群移動及び分割エリア移動に要するステージの移動時間を考慮しても、本実施例におけるタクトタイムの圧倒的優位性は維持できる。 Compared to the takt time of about 2,450 seconds when using the aforementioned conventional device, which requires about one second to retransfer a single microelement, this allows for the correction of up to 1% of defective elements at an overwhelming speed. Even when taking into account the calculation time required for matching (checking for overlaps) and the stage movement time required for the above-mentioned column group movement and division area movement to avoid overlaps, the overwhelming superiority of the takt time in this embodiment can be maintained.

なお、分割エリアを対向する分割エリアに限らずランダムに照合する場合や、累積誤差量を考慮する場合においては、検査工程において取得する位置情報D、位置情報R、前記分割エリアDのサイズ及び前記累積誤差量の許容範囲をパラメータとしたシミュレーションプログラムにより、レセプター基板全域の実装又は再転写に要する時間が最短となるよう前記修正分割エリアDのサイズ、各ステージの移動量の組み合わせ 、及び各工程の実施順 を決定し、各工程の最適化を行うとよい。 When comparing divided areas randomly, not just with opposing divided areas, or when taking the cumulative error amount into consideration, it is advisable to determine the size of the corrected divided area D, the combination of the movement amounts of each stage, and the order of execution of each process so as to minimize the time required for mounting or retransferring the entire receptor substrate, and optimize each process, using a simulation program with parameters set to the position information D and position information R obtained in the inspection process, the size of the divided area D, and the allowable range of the cumulative error amount.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、一方で本発明について異なる視点から表現すると下記(1)~(19)のようになる。
(1) 照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させることを利用したレーザ加工装置において用いる走査型縮小投影光学系であって、無限遠補正光学系、スキャニングミラー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系。
(2) 照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させることを利用したレーザ加工装置であって、前記レーザ光を発振するレーザ装置、無限遠補正光学系及びスキャニングミラーを有するレーザ加工装置。
(3) 照射対象物が設けられたドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記ドナー基板から、レセプター基板へ移動させるためのリフト装置であって、前記レーザ光を発振するレーザ装置、無限遠補正光学系及びスキャニングミラーを有するリフト装置。
(4) 照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させるレーザ加工方法であって、無限遠補正光学系、スキャニングミラー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記照射対象物に向けてレーザ光を照射することを特徴とするレーザ加工方法。
(5) 照射対象物が設けられたドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記ドナー基板から、レセプター基板へ移動させるリフト方法であって、無限遠補正光学系、スキャニングミラー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記照射対象物に向けてレーザ光を照射することを特徴とするリフト方法。
(6) 照射対象物が設けられたドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記ドナー基板から、レセプター基板へ移動させる照射対象物を実装した基板の製造方法であって、無限遠補正光学系、スキャニングミラー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記照射対象物に向けてレーザ光を照射することを特徴とする照射対象物を実装した基板の製造方法。
(7) 前記照射対象物が、微小素子である(6)記載の照射対象物を実装した基板の製造方法。
(8) 前記微小素子が、マイクロLEDである(7)記載の照射対象物を実装した基板の製造方法。
(9) 前記微小素子が、前記ドナー基板上にマトリックス状に配置されている(7)又は(8)記載の照射対象物を実装した基板の製造方法。
(10) 前記照射対象物が、膜である(6)記載の照射対象物を実装した基板の製造方法。
(11) 前記膜が、導電性を有する膜又は粘着性を有する膜である(10)記載の照射対象物を実装した基板の製造方法。
(12) 前記膜が、有機EL膜である(10)記載の照射対象物を実装した基板の製造方法。
(13) 膜が設けられた第1ドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記膜を前記第1ドナー基板から、レセプター基板へ移動させ、膜を実装した基板を得る工程、及び微小素子が設けられた第2ドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記微小素子を前記第2ドナー基板から、前記膜を実装した基板の膜上へ移動させる工程を有する微小素子を実装した基板の製造方法であって、無限遠補正光学系、スキャニングミラー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記膜又は前記微小素子に向けてレーザ光を照射することを特徴とする微小素子を実装した基板の製造方法。
(14) 不良箇所を有するドナー基板の前記不良箇所に向けてレーザ光を照射し、前記不良箇所を前記ドナー基板から除去する不良箇所の除去方法であって、無限遠補正光学系、スキャニングミラー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記不良箇所に向けてレーザ光を照射することを特徴とする不良箇所の除去方法。
(15) 照射対象物が設けられたドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記ドナー基板から、レセプター基板へ移動させる再転写方法であって、前記レセプター基板は、予め前記照射対象物が実装された領域と、実装予定領域に照射対象物が実装されていない不良領域を有し、無限遠補正光学系、スキャニングミラー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記ドナー基板に設けられた照射対象物に向けてレーザ光を照射し、前記レセプター基板の前記不良領域へ移動させることを特徴とする再転写方法。
(16) 照射対象物が設けられたドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記ドナー基板から、レセプター基板へ移動させるリフト方法であって、前記ドナー基板に設けられた前記照射対象物は、不良領域を有し、無限遠補正光学系、スキャニングミラー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記不良領域以外の照射対象物に向けてレーザ光を照射し、前記レセプター基板へ移動させることを特徴とするリフト方法。
(17) 照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させるレーザ加工方法であって、前記レーザ光がスキャニングミラーにより走査され、フォトマスク上に無限遠補正光学系の像面として結像され、前記フォトマスクを通過した前記レーザ光が前記照射対象物に縮小投影されることを特徴とするレーザ加工方法。
(18) 照射対象物が設けられたドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記ドナー基板から、レセプター基板へ移動させるリフト方法であって、前記レーザ光がスキャニングミラーにより走査され、フォトマスク上に無限遠補正光学系の像面として結像され、前記フォトマスクを通過した前記レーザ光が前記照射対象物に縮小投影されることを特徴とするリフト方法。
(19) 照射対象物が設けられたドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記ドナー基板から、レセプター基板へ移動させる照射対象物を実装した基板の製造方法であって、 前記レーザ光がスキャニングミラーにより走査され、フォトマスク上に無限遠補正光学系の像面として結像され、前記フォトマスクを通過した前記レーザ光が前記照射対象物に縮小投影されることを特徴とする照射対象物を実装した基板の製造方法。
(20) 照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させることを利用したレーザ加工装置において用いる走査型縮小投影光学系であって、
第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、スキャニングミラー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系。
(21) 前記第1レンズアレイ又は前記第2レンズアレイは、レンズエレメントを配列させてなる(20)記載の走査型縮小投影光学系。
(22) 前記レンズエレメントは、フライアイ型、円筒型又は球面型である(21)記載の走査型縮小投影光学系。
(23) 前記第1レンズアレイ又は前記第2レンズアレイは、1軸シリンドリカルレンズを直角に組み合わせたものである(20)~(22)いずれか一項記載の走査型縮小投影光学系。
(24) 前記第1レンズアレイの直前にアレイマスクが配置された(20)~(23)いずれか一項記載の走査型縮小投影光学系。
(25) 前記第1レンズアレイと前記第2レンズアレイの間にアレイマスクが配置された(20)~(24)いずれか一項記載の走査型縮小投影光学系。
(26) 前記アレイマスクは開口群を有する(24)又は(25)記載の走査型縮小投影光学系。
(27) 前記開口群を形成する開口は、円形状、楕円形状、正方形状又は長方形状である(26)記載の走査型縮小投影光学系。
(28) 前記開口群を形成する開口のサイズは、前記レンズエレメントのサイズよりも小さい(26)又は(27)記載の走査型縮小投影光学系。
(29) 前記アレイマスクは、少なくとも二つの種類の開口群を有する(24)~(28)いずれか一項記載の走査型縮小投影光学系。
(30) 前記少なくとも二つの種類の開口群は、各々の開口群を形成する開口のサイズ、開口の形状、開口の数、若しくは、開口の配置が異なる(29)記載の走査型縮小投影光学系。
(31) 照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させることを利用したレーザ加工装置において用いる走査型縮小投影光学系であって、
像側のみがテレセントリックである走査型縮小投影光学系。
(32) 不良箇所を有するドナー基板の前記不良箇所に向けてレーザ光を照射し、前記不良箇所を前記ドナー基板から除去する不良箇所の除去方法であって、
ガルバノスキャナー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記不良箇所に向けてレーザ光を照射することを特徴とする不良箇所の除去方法。
(33)
前記フォトマスクは、円形状、楕円形状、正方形状又は長方形状の開口を有する(32)記載の不良箇所の除去方法。
(34) 前記フォトマスクは、開口がマトリックス状に配置された領域を有する(32)又は(33)記載の不良箇所の除去方法。
(35) 前記フォトマスクは、少なくとも二つの種類の開口群を有する(32)~(34)いずれか一項記載の不良箇所の除去方法。
(36) 前記少なくとも二つの種類の開口群は、各々の開口群を形成する開口のサイズ、開口の形状、開口の数、若しくは、開口の配置が異なる(35)記載の不良箇所の除去方法。
(37) 照射対象物が設けられたドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記ドナー基板から、レセプター基板へ移動させる再転写方法であって、
前記レセプター基板は、予め前記照射対象物が実装された領域と、実装予定領域に照射対象物が実装されていない不良領域を有し、
ガルバノスキャナー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記ドナー基板に設けられた照射対象物に向けてレーザ光を照射し、前記レセプター基板の前記不良領域へ移動させることを特徴とする再転写方法。
(38) 照射対象物が設けられたドナー基板に向けてレーザ光を照射し、前記照射対象物を前記ドナー基板から、レセプター基板へ移動させるリフト方法であって、
前記ドナー基板に設けられた前記照射対象物は、不良領域を有し、
ガルバノスキャナー及びフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記不良領域以外の照射対象物に向けてレーザ光を照射し、前記レセプター基板へ移動させることを特徴とするリフト方法。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention can be expressed from different viewpoints as follows (1) to (19).
(1) A scanning type reduction projection optical system used in a laser processing device that irradiates a laser beam toward an object to be irradiated to induce a reaction, the scanning type reduction projection optical system having an infinity correction optical system, a scanning mirror, and a photomask.
(2) A laser processing apparatus that irradiates a laser beam toward an object to be irradiated to induce a reaction, the laser processing apparatus having a laser device that oscillates the laser beam, an infinity correction optical system, and a scanning mirror.
(3) A lift device for irradiating a laser beam toward a donor substrate on which an irradiation object is provided and moving the irradiation object from the donor substrate to a receptor substrate, the lift device having a laser device that oscillates the laser beam, an infinity correction optical system, and a scanning mirror.
(4) A laser processing method for irradiating an object with laser light to induce a reaction, the method comprising the steps of: irradiating the object with laser light using a scanning reduction projection optical system having an infinity correction optical system, a scanning mirror, and a photomask.
(5) A lifting method for irradiating a laser beam toward a donor substrate on which an irradiation object is provided, and moving the irradiation object from the donor substrate to a receptor substrate, the lifting method being characterized in that the laser beam is irradiated toward the irradiation object using a scanning reduction projection optical system having an infinity correction optical system, a scanning mirror, and a photomask.
(6) A method for manufacturing a substrate having an irradiation object mounted thereon, comprising irradiating a laser beam toward a donor substrate having an irradiation object provided thereon, and moving the irradiation object from the donor substrate to a receptor substrate, the method comprising irradiating the laser beam toward the irradiation object using a scanning reduction projection optical system having an infinity correction optical system, a scanning mirror, and a photomask.
(7) The method for manufacturing a substrate mounted with an irradiation object according to (6), wherein the irradiation object is a microelement.
(8) The method for manufacturing a substrate on which an object to be irradiated is mounted according to (7), wherein the microelement is a micro LED.
(9) The method for manufacturing a substrate mounted with an irradiation object according to (7) or (8), wherein the microelements are arranged in a matrix on the donor substrate.
(10) The method for manufacturing a substrate mounted with an irradiation object according to (6), wherein the irradiation object is a film.
(11) The method for manufacturing a substrate on which an object to be irradiated is mounted according to (10), wherein the film is a conductive film or an adhesive film.
(12) The method for manufacturing a substrate on which an object to be irradiated is mounted according to (10), wherein the film is an organic EL film.
(13) A method for manufacturing a substrate having a microelement mounted thereon, comprising the steps of irradiating a laser beam toward a first donor substrate having a film thereon, and transferring the film from the first donor substrate to a receptor substrate to obtain a substrate having a film mounted thereon, and irradiating a laser beam toward a second donor substrate having a microelement thereon, and transferring the microelement from the second donor substrate onto the film of the substrate having the film mounted thereon, characterized in that laser beam is irradiated toward the film or the microelement using a scanning reduction projection optical system having an infinity correction optical system, a scanning mirror, and a photomask.
(14) A method for removing a defective portion of a donor substrate having a defective portion, comprising irradiating the defective portion with a laser beam to remove the defective portion from the donor substrate, the method comprising the steps of irradiating the laser beam to the defective portion using a scanning reduction projection optical system having an infinity correction optical system, a scanning mirror, and a photomask.
(15) A retransfer method for irradiating a laser beam toward a donor substrate on which an irradiation object is provided, and moving the irradiation object from the donor substrate to a receptor substrate, the receptor substrate having an area where the irradiation object is already mounted and a defective area where the irradiation object is not mounted in the planned mounting area, the retransfer method comprising: irradiating a laser beam toward the irradiation object provided on the donor substrate using a scanning reduction projection optical system having an infinity correction optical system, a scanning mirror, and a photomask, and moving the irradiation object to the defective area of the receptor substrate.
(16) A lifting method for irradiating a laser beam toward a donor substrate on which an irradiation object is provided, and moving the irradiation object from the donor substrate to a receptor substrate, the lifting method being characterized in that the irradiation object provided on the donor substrate has a defective area, and a laser beam is irradiated toward the irradiation object other than the defective area using a scanning reduction projection optical system having an infinity correction optical system, a scanning mirror, and a photomask, and the irradiation object is moved to the receptor substrate.
(17) A laser processing method in which a laser beam is irradiated toward an object to be irradiated to induce a reaction, the laser beam being scanned by a scanning mirror and focused on a photomask as an image plane of an infinity corrected optical system, and the laser beam passing through the photomask being projected in a reduced form onto the object to be irradiated.
(18) A lifting method for irradiating a laser beam toward a donor substrate on which an irradiation object is provided, and moving the irradiation object from the donor substrate to a receptor substrate, characterized in that the laser beam is scanned by a scanning mirror and focused on a photomask as an image plane of an infinity correction optical system, and the laser beam that has passed through the photomask is projected in a reduced size onto the irradiation object.
(19) A method for manufacturing a substrate mounted with an irradiation object, comprising irradiating a laser beam toward a donor substrate on which the irradiation object is provided, and moving the irradiation object from the donor substrate to a receptor substrate, wherein the laser beam is scanned by a scanning mirror and focused on a photomask as an image plane of an infinity corrected optical system, and the laser beam that has passed through the photomask is projected in a reduced size onto the irradiation object.
(20) A scanning type reduction projection optical system used in a laser processing device that irradiates an irradiation object with laser light to induce a reaction, comprising:
A scanning type reduction projection optical system having a first lens array, a second lens array, a scanning mirror, and a photomask.
(21) The scanning type reduction projection optical system according to (20), wherein the first lens array or the second lens array is formed by arranging lens elements.
(22) The scanning reduction projection optical system according to (21), wherein the lens element is of a fly-eye type, a cylindrical type or a spherical type.
(23) The scanning type reduction projection optical system according to any one of (20) to (22), wherein the first lens array or the second lens array is a combination of uniaxial cylindrical lenses arranged at right angles.
(24) The scanning type reduction projection optical system according to any one of (20) to (23), further comprising an array mask disposed immediately before the first lens array.
(25) The scanning type reduction projection optical system according to any one of (20) to (24), further comprising an array mask disposed between the first lens array and the second lens array.
(26) The scanning type reduction projection optical system according to (24) or (25), wherein the array mask has a group of apertures.
(27) The scanning type reduction projection optical system according to (26), wherein the openings forming the group of openings have a circular, elliptical, square or rectangular shape.
(28) The scanning reduction projection optical system according to (26) or (27), wherein the size of the apertures forming the aperture group is smaller than the size of the lens elements.
(29) The scanning type reduction projection optical system according to any one of (24) to (28), wherein the array mask has at least two types of aperture groups.
(30) The scanning reduction projection optical system according to (29), wherein the at least two types of aperture groups differ from each other in the size of the apertures forming each aperture group, the shape of the apertures, the number of apertures, or the arrangement of the apertures.
(31) A scanning type reduction projection optical system used in a laser processing device that irradiates an irradiation object with laser light to induce a reaction, comprising:
A scanning reduction projection optical system in which only the image side is telecentric.
(32) A method for removing a defective portion, comprising irradiating a laser beam toward a defective portion of a donor substrate having the defective portion, and removing the defective portion from the donor substrate, the method comprising the steps of:
A method for removing a defective portion, comprising irradiating the defective portion with a laser beam using a scanning type reduction projection optical system having a galvano scanner and a photomask.
(33)
The method for removing a defective portion according to (32), wherein the photomask has openings in a circular, elliptical, square or rectangular shape.
(34) The method for removing a defective portion according to (32) or (33), wherein the photomask has an area in which openings are arranged in a matrix.
(35) The method for removing a defective portion according to any one of (32) to (34), wherein the photomask has at least two types of opening groups.
(36) The method for removing a defective portion according to (35), wherein the at least two types of opening groups are different from each other in the size of the openings, the shape of the openings, the number of the openings, or the arrangement of the openings forming each opening group.
(37) A retransfer method comprising: irradiating a laser beam onto a donor substrate on which an irradiation object is provided, and transferring the irradiation object from the donor substrate to a receptor substrate, the retransfer method comprising the steps of:
the receptor substrate has an area where the irradiation object is mounted in advance and a defective area where the irradiation object is not mounted in the planned mounting area;
A retransfer method comprising: irradiating a laser beam onto an irradiation object provided on the donor substrate using a scanning type reduction projection optical system having a galvanometer scanner and a photomask; and moving the irradiation object to the defective area of the receptor substrate.
(38) A lifting method for irradiating a laser beam onto a donor substrate on which an irradiation object is provided, and moving the irradiation object from the donor substrate to a receptor substrate, comprising the steps of:
The irradiation object provided on the donor substrate has a defective area,
A lifting method comprising the steps of: irradiating an irradiation object other than the defective area with a laser beam using a scanning type reduction projection optical system having a galvano scanner and a photomask; and moving the irradiation object to the receptor substrate.

前述した多くの実施形態における各構成要件を細分化し、細分化された構成要件を各々単独で、又は組み合わせて、これら(1)~(38)に導入することができる。例えば、各種レンズの使用形態と配置、レーザ光の種類、レーザ加工装置における各種構成と制御方法、フォトマスクの種類と形状、開口部の形状と配置、照射対象物の種類と形状、レーザリフトオフの反応メカニズム、光学系のメカニズム等が代表的な例である。 Each of the constituent elements in many of the above-mentioned embodiments can be subdivided, and the subdivided constituent elements can be introduced into these (1) to (38) either alone or in combination. Representative examples include the use and arrangement of various lenses, the type of laser light, various configurations and control methods in laser processing equipment, the type and shape of photomasks, the shape and arrangement of openings, the type and shape of the object to be irradiated, the reaction mechanism of laser lift-off, and the mechanism of the optical system.

マイクロLEDディスプレイの製造工程の一部に利用可能である。

It can be used as part of the manufacturing process for micro LED displays.

Claims (14)

照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させるレーザ加工方法であって、
少なくとも二つの種類の開口群を備えたフォトマスクを有する走査型縮小投影光学系を用いて前記照射対象物に向けてレーザ光を照射することを特徴とするレーザ加工方法。
A laser processing method for inducing a reaction by irradiating a laser beam onto an irradiation object, comprising:
A laser processing method comprising the steps of: irradiating the irradiation object with a laser beam using a scanning type reduction projection optical system having a photomask with at least two types of opening groups.
前記フォトマスクは、円形状、楕円形状、正方形状又は長方形状の開口を有する請求項1記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the photomask has a circular, elliptical, square or rectangular opening. 前記フォトマスクは、開口がマトリックス状に配置された領域を有する請求項1又は2記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1 or 2, wherein the photomask has an area in which the openings are arranged in a matrix. 前記少なくとも二つの種類の開口群は、各々の開口群を形成する開口のサイズ、開口の形状、開口の数、若しくは、開口の配置が異なる請求項1~3いずれか一項記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the at least two types of opening groups differ from each other in the size of the openings, the shape of the openings, the number of openings, or the arrangement of the openings that form each opening group. 前記反応は、機械的反応、光学的反応、電気的反応、磁気的反応及び熱的反応からなる群より選択される少なくとも一つの反応を含む請求項1~4いずれか一項記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the reaction includes at least one reaction selected from the group consisting of a mechanical reaction, an optical reaction, an electrical reaction, a magnetic reaction, and a thermal reaction. 照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させるレーザ加工方法に用いられるフォトマスクであって、
少なくとも二つの種類の開口群を有するフォトマスク。
A photomask for use in a laser processing method in which a laser beam is irradiated onto an irradiation object to induce a reaction, comprising:
A photomask having at least two types of openings.
円形状、楕円形状、正方形状又は長方形状の開口を有する請求項6記載のフォトマスク。 The photomask of claim 6 has circular, elliptical, square or rectangular openings. 開口がマトリックス状に配置された領域を有する請求項6又は7記載のフォトマスク。 The photomask according to claim 6 or 7, which has an area in which the openings are arranged in a matrix. 前記少なくとも二つの種類の開口群は、各々の開口群を形成する開口のサイズ、開口の形状、開口の数、若しくは、開口の配置が異なる請求項6~8いずれか一項記載のフォトマスク。 The photomask according to any one of claims 6 to 8, wherein the at least two types of opening groups differ from each other in the size of the openings forming each opening group, the shape of the openings, the number of openings, or the arrangement of the openings. 照射対象物に向けてレーザ光を照射し、反応を誘起させるレーザ加工システムであって、
照射対象物が設けられた基板に向けてレーザ光を照射する光学系と、少なくとも二つの種類の開口群を有するフォトマスクを有することを特徴とするレーザ加工システム。
A laser processing system that irradiates a laser beam toward an irradiation object to induce a reaction,
A laser processing system comprising: an optical system for irradiating a laser beam toward a substrate on which an object to be irradiated is provided; and a photomask having at least two types of opening groups.
前記フォトマスクは、円形状、楕円形状、正方形状又は長方形状の開口を有する請求項10記載のレーザ加工システム。 The laser processing system of claim 10, wherein the photomask has a circular, elliptical, square or rectangular opening. 前記フォトマスクは、開口がマトリックス状に配置された領域を有する請求項10又は11記載のレーザ加工システム。 The laser processing system according to claim 10 or 11, wherein the photomask has an area in which the openings are arranged in a matrix. 前記少なくとも二つの種類の開口群は、各々の開口群を形成する開口のサイズ、開口の形状、開口の数、若しくは、開口の配置が異なる請求項10~12いずれか一項記載のレーザ加工システム。 The laser processing system according to any one of claims 10 to 12, wherein the at least two types of aperture groups differ from each other in the size of the apertures forming each aperture group, the shape of the apertures, the number of apertures, or the arrangement of the apertures. 前記反応は、機械的反応、光学的反応、電気的反応、磁気的反応及び熱的反応からなる群より選択される少なくとも一つの反応を含む請求項10~13いずれか一項記載のレーザ加工システム。

The laser processing system according to any one of claims 10 to 13, wherein the reaction includes at least one reaction selected from the group consisting of a mechanical reaction, an optical reaction, an electrical reaction, a magnetic reaction, and a thermal reaction.

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