KR20230147708A - 전사 장치 및 전사 방법 - Google Patents

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요시카즈 오타니
미치야 요코타
료우이치 이나바
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신에츠 엔지니어링 가부시키가이샤
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Abstract

제1 판상 부재의 휨이나 요철 등의 소성 변형과 관계없이 가접착층으로부터 미소 구조물을 제2 판상 부재의 점착층에 대하여 자세 붕괴 없이 이동된다.
미소 구조물이 가접착층을 개재하여 착탈 가능하게 유지되는 제1 판상 부재와, 제1 판상 부재와 대향하여 두께 방향으로 탄성 변형 가능한 점착층을 갖는 제2 판상 부재와, 제1 판상 부재 또는 제2 판상 부재 중 어느 일방을 타방을 향하여 가접착층 및 점착층이 적어도 국소적으로 평행이 되도록 두께 방향으로 압입하는 가압부와, 가접착층을 그 접착력이 저하되도록 변질시키는 변성 박리부와, 가압부 및 변성 박리부를 작동 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 가압부에 의하여 미소 구조물의 표면이 점착층에 압입되며, 점착층에 미소 구조물의 표면을 물리게 한 상태에서, 변성 박리부에 의하여 가접착층이 변질되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전사 장치.

Description

전사 장치 및 전사 방법
본 발명은, 마이크로 LED나 마이크로칩 등의 미소(微小) 소자를 포함하는 미소 구조체, 유리 소편(小片)을 포함하는 미소 절연편 등으로 이루어지는 미소 구조물을 이동시키기 위하여 이용되는 전사 장치, 및, 전사 장치를 이용한 전사 방법에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 전사 장치 및 전사 방법으로서, 원형의 기판과, 광을 투과하는 지지체를, 접착층과, 광이 흡수됨으로써 변질되는 분리층을 개재하여 적층하여 이루어지는 원형의 적층체에 있어서, 기판의 반경 방향의 소정 영역에 적층되는 분리층의 적어도 일부에, 지지체를 통하여 광을 조사하는 광조사 공정과, 광을 조사한 적층체에 힘을 가하여, 적층체로부터 지지체를 분리하는 분리 공정을 포함하는 지지체 분리 방법이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
기판의 반경 방향의 소정 영역이란, 기판의 내주부에 있어서의 회로 형성 영역의 전체 둘레를 둘러싸고, 또한, 회로 형성 영역보다 외측의 비회로 형성 영역의 반경 방향에 있어서의 폭의 65% 이상, 100% 미만의 영역을 차지하는 (환상의)영역이다. 또한 소정 영역은, 적층체의 중심점을 중심으로 한 소정의 각도로 소정 영역을 (둘레 방향으로)등분할한 분할 소정 영역(선형의 분할 영역)으로 이루어진다.
광조사 공정에서는, 레이저 조사 장치로부터 분할 영역마다 레이저광을 조사하는 광조사 단계와, 적층체를 둘레 방향으로 소정의 각도씩 회전 운동시키는 회전 운동 단계를 교대로 반복함으로써, 분할 영역의 전역에 레이저광을 조사하여 분리층의 일부를 환상으로 변질시키거나, 또는 둘레 방향으로 등간격으로 배치된 복수의 분할 영역의 일부에만 레이저광을 조사하여 분리층의 일부를 선형으로 변질시키고 있다.
분리 공정에서는, 적층체로부터 지지체(서포트 플레이트)를 분리하여, 변질된 분리층의 일부에 힘을 집중시킴으로써, 변질된 분리층의 일부가 파괴된 후, 레이저광을 조사되어 있지 않은 영역에 있어서의 분리층의 타부(他部)에 대하여 힘을 집중시켜, 적층체로부터 서포트 플레이트를 분리 가능하게 하고 있다.
또, 레이저 리프트 오프로서, 사파이어 기판과 섹션의 사이의 계면에 레이저광이 조사됨으로써, 사파이어 기판으로부터 GaN층을 분리시키는 재료층의 분리 방법에는, 빔 호모지나이저에 의하여 빔 스폿(레이저 빔)의 형상을 제약하는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
레이저 빔의 형상 제약은, LED 다이(칩)에 대응하여 분리된 섹션을 둘러싸는 것 같은 조사로 함으로써, 실질적으로 레이저 빔이 균일하게 형성된다. 이 때문에, 레이저광의 조사에 의한 충격파가 완화되어, 리프트 오프 공정 중에 있어서의 LED 칩이나 GaN층의 균열을 저감시키고 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2017-084910호 특허문헌 2: 일본 공표특허공보 2007-534164호
그런데, 광조사부로부터 적층체에 조사되는 광으로서 레이저광을 이용한 경우에는, 휨이나 요철 등의 소성 변형이 발생한 적층체의 분리층에 대하여, 레이저광의 초점 위치를 맞추는 조정이 용이하지 않고, 분리층의 전체면에 대하여 레이저광을 균일하게 조사하여 분리(박리)시키는 것이 매우 곤란했다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 것에서는, 기판에 있어서 반경 방향의 분할 소정 영역으로 이루어지는 소정 영역에 적층되는 분리층의 적어도 일부에만 지지체를 통하여 레이저광이 조사되기 때문에, 분리층의 전부에는 레이저광이 조사되지 않는다.
이 때문에, 적층체의 분리층에 대한 레이저광의 조사 불균일이 부분적으로 발생하기 쉬워져, 분리층에 있어서 레이저 출력이 부족한 부위나 미조사 부위가 부분적으로 박리 불량을 일으키는 것이나, 반대로 레이저 출력이 과도하게 강한 부위는 기판에 탑재된 칩의 회로 기판에 형성되어 있는 디바이스에 대미지를 일으키는 것이나, 레이저광의 과조사에 의한 그을음의 발생을 일으키는 등의 문제가 있었다.
특히, 적층체가 약간이라도 휨이나 요철 등의 소성 변형이 있는 경우에는, 적층체의 단부로부터 연속적으로 레이저광을 조사하여 순차 박리시키면, 연속한 광범위한 영역에서는 휨이나 요철 등의 소성 변형에 의한 내부의 응력이 국부적으로 해방되기 때문에, 아직 조사되지 않은 영역과의 계면에서 크랙이 들어가는 것이나, 기판에 탑재된 칩의 회로 기판에 형성되어 있는 디바이스에 대미지를 주는 것이나, 최악의 경우에는 적층체가 균열될 가능성도 있다는 문제가 있었다.
또, 특허문헌 2에 기재된 것에서는, LED 칩의 사이즈나 배치에 따른 빔 호모지나이저를 이용하기 때문에, 레이저 빔의 형상이 제약되어 버린다는 문제가 있었다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 관한 전사 장치는, 제1 판상 부재에 장착된 미소 구조물을 상기 제1 판상 부재로부터 박리하고, 상기 제1 판상 부재와 대향하는 제2 판상 부재에 접합시켜 이동되는 전사 장치로서, 상기 미소 구조물이 가접착층을 개재하여 착탈 가능하게 유지되는 상기 제1 판상 부재와, 상기 제1 판상 부재와 대향하여 두께 방향으로 탄성 변형 가능한 점착층을 갖는 상기 제2 판상 부재와, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방을 타방을 향하여 상기 가접착층 및 상기 점착층이 적어도 국소적으로 평행이 되도록 두께 방향으로 압입하는 가압부와, 상기 가접착층을 상기 가접착층의 접착력이 저하되도록 변질시키는 변성 박리부와, 상기 가압부 및 상기 변성 박리부를 작동 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 가압부에 의하여 상기 미소 구조물의 표면이 상기 점착층에 압입되며, 상기 점착층에 상기 미소 구조물의 상기 표면을 물리게 한 상태에서, 상기 변성 박리부에 의하여 상기 가접착층이 변질되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또, 이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 관한 전사 방법은, 제1 판상 부재에 장착된 미소 구조물을 상기 제1 판상 부재로부터 박리하고, 상기 제1 판상 부재와 대향하는 제2 판상 부재에 접합시켜 이동되는 전사 방법으로서, 가접착층을 갖는 상기 제1 판상 부재가, 점착층을 갖는 상기 제2 판상 부재에 대하여 대향하도록 배치되는 세트 공정과, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방을 타방에 대하여 상기 가접착층 및 상기 점착층이 적어도 국소적으로 평행이 되도록 두께 방향으로 압입하는 가압 공정과, 상기 가접착층을 상기 가접착층의 접착력이 저하되도록 변질시키는 변성 공정을 포함하고, 상기 가압 공정에서는, 가압부에 의하여 상기 미소 구조물의 표면이 상기 점착층에 대하여 물리도록 압입되며, 상기 변성 공정에서는, 상기 미소 구조물의 상기 표면이 상기 점착층에 물린 상태에서, 변성 박리부에 의하여 상기 가접착층을 변질시키는 것을 특징으로 한다.
여기에서, "적어도 국소적으로 평행"이란, 압입되는 가접착층 및 점착층의 일부가 부분적으로 평행하다는 의미이며, 가접착층 및 점착층의 전부가 전체적으로 평행한 것도 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시형태(제1 실시형태)에 관한 전사 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도이며, (a)가 횡단 평면도, (b)가 동일부 절결 정면도, (c)가 주요부를 부분 확대한 일부 절결 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태(제1 실시형태)에 관한 전사 방법을 나타내는 설명도이며, (a)가 반입 공정의 일부 절결 정면도, (b)가 세트 공정 및 가압 공정의 일부 절결 정면도이다.
도 3은 (a)가 변성 공정의 일부 절결 정면도, (b)가 해제 공정의 일부 절결 정면도이다.
도 4는 (a)가 1차 반출 공정의 일부 절결 정면도, (b)가 2차 반출 공정의 일부 절결 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태(제2 실시형태)에 관한 전사 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도이며, 주요부를 부분 확대한 일부 절결 정면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태(제3 실시형태)에 관한 전사 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도이며, 주요부를 부분 확대한 일부 절결 정면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태(제4 실시형태)에 관한 전사 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도이며, 주요부를 부분 확대한 일부 절결 정면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태(제5 실시형태)에 관한 전사 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도이며, 주요부를 부분 확대한 일부 절결 정면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시형태(제6 실시형태)에 관한 전사 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도이며, 주요부를 부분 확대한 일부 절결 정면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시형태(제7 실시형태)에 관한 전사 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도이며, 주요부를 부분 확대한 일부 절결 정면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시형태에 관한 전사 장치(A) 및 전사 방법은, 도 1~도 10에 나타내는 바와 같이, 서로 대향하는 제1 판상 부재(1) 또는 제2 판상 부재(2) 중 어느 일방에 장착된 미소 구조물(M)을 박리하고, 타방으로 접합하여 이동시키기 위한 미소 구조물 제조 장치와, 미소 구조물 제조 장치를 이용한 미소 구조물 제조 방법이다.
이와 같은 전사 장치(A) 및 전사 방법은, 두께가 매우 얇은 반도체 웨이퍼(극박(極薄) 웨이퍼)의 처리 공정이나, WLP(wafer level packaging)나 PLP(panel level packaging)와 같은 반도체 패키지 등을 제조하기 위하여 이용된다.
또한, 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)는, 공간부(S)에 수용되고, 공간부(S)의 내측에서 미소 구조물(M)의 박리 및 접합을 행하여 미소 구조물(M)이 이동된다. 통상은, 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)가 상하 방향으로 대향하도록 배치되고, 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)의 두께 방향을 이하 "Z방향"이라고 한다. Z방향과 교차하는 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)를 따른 방향을 이하 "XY방향"이라고 한다.
도 1~도 9에 나타나는 예의 경우에는, 상방에 전사원(元)이 되는 제1 판상 부재(1)가 배치되고, 하방에 전사처가 되는 제2 판상 부재(2)를 배치하고 있다. 즉, 전사원의 제1 판상 부재(1)에 미소 구조물(M)이 착탈 가능하게 접합하여 유지된다.
또, 도 10에 나타나는 예의 경우에는, 전사원의 제1 판상 부재(1)가 하방에 배치되고, 제2 판상 부재(2)를 상방에 배치하고 있다.
자세하게 설명하면, 본 발명의 실시형태에 관한 전사 장치(A)는, 미소 구조물(M)을 가접착층(11)에서 착탈 가능하게 유지하도록 마련되는 제1 판상 부재(1)와, 제1 판상 부재(1)와 대향하도록 마련되는 제2 판상 부재(2)와, 제1 판상 부재(1) 또는 제2 판상 부재(2) 중 어느 일방을 타방을 향하여 두께 방향(Z방향)으로 압압하도록 마련되는 가압부(3)와, 가접착층(11)을 변질(변성)시키도록 마련되는 변성 박리부(4)를 주요한 구성 요소로서 구비하고 있다.
또한, 전사 장치(A)는, 장치 본체(B)에 대하여 제1 판상 부재(1)나 제2 판상 부재(2)를 반송하는 반송 기구(도시하지 않는다)와, 장치 본체(B)를 향하여 반송된 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)를 지지하는 지지부(5)와, 가압부(3)나 변성 박리부(4) 등을 작동 제어하는 제어부(6)를 구비하고 있다.
미소 구조물(M)은, 마이크로 LED나 마이크로칩 등의 미소 소자를 포함하는 미소 구조체(M1), 유리 소편을 포함하는 미소 절연편, 이들에 유사한 미소 부품 등으로 이루어진다. 특히, 미소 구조체(M1) 등은 도시되는 바와 같이, 제1 판상 부재(1)에 대하여 복수 개 각각 소정 간격마다 병렬상으로 탑재된 정렬 배치로 하는 경우가 많다.
제1 판상 부재(1)는, 투명이나 반투명인 유리, 세라믹, 아크릴계 수지 등의 경질 합성 수지 또는 불투명한 경질 합성 수지 등의 강성 재료 등으로 판상으로 형성된 도너 기판 등으로 이루어진다.
제1 판상 부재(1)의 전체 형상은, 원형의 웨이퍼 형상이나, 사각형(직사각형 및 정사각형을 포함하는 각이 직각인 사변형)의 패널 형상으로 형성된다.
제1 판상 부재(1)에 있어서 제2 판상 부재(2)와 두께 방향(Z방향)으로 대향하는 제1 대향면(1a)은, 전체적으로 평활상인 면으로서 형성되고, 미소 구조물(M)이 착탈 가능하게 접합되는 가접착층(11)을 갖는다.
가접착층(11)은, 적당한 접착력을 갖고 또한 가접착층(11)의 접착력이 제어 가능하게 변성(변질)되는 변성 재료로 이루어지며, 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a)을 따라 균등한 두께로 형성된다.
가접착층(11)의 변성 재료는, 광반응 수지 등으로 구성된다. 변성 재료의 접착력을 제어하는 방법으로서는, 광(L)의 흡수 등에 의하여 접착력이 저하되어 미소 구조물(M)을 박리 가능하게 변성시키는 것이 이용된다. 가접착층(11)의 변성 재료를 변질시키는 광(L)으로서는, 레이저 광선(L1), 열선(적외선), 그 외의 광선을 들 수 있고, 그중에서는 대상물에 고에너지 밀도의 광선이 조사 가능해지기 때문에, 레이저 광선(L1)을 이용하는 것이 바람직하다. 또한 가접착층(11)의 변성 재료로서 미소 구조물(M)의 박리 후에는, 용이하게 세정 제거할 수 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
그런데, 미소 구조물(M)(미소 구조체(M1))이 되는 마이크로 LED의 제작 방법에는, 투과성 부재(사파이어 기판)에 적층된 디바이스층(질화 갈륨계 화합물 결정층)에 대하여, 투과성 부재로부터 레이저 광선(L1)을 조사하여, 투과성 부재와 디바이스층의 계면 부분을 박리하는 레이저 리프트 오프(LLO)가 있다.
가접착층(11)의 구체예로서 LLO를 이용한 경우에는, 사파이어 기판(제1 판상 부재(1))에 질화 갈륨층(가접착층(11))이 성장된 후, 사파이어 기판 측으로부터의 레이저 광선(L1)의 조사에 의하여, 질화 갈륨층이 레이저 광선(L1)을 흡수하여, 갈륨(Ga)과 질소(N2)로 분해되어, 질화 갈륨층과 사파이어 기판의 계면 부분이 박리되고, 사파이어 기판으로부터 질화 갈륨계 화합물 결정층(미소 구조물(M))이 분리 가능해진다. 이 경우에는, 제1 판상 부재(1)가 도시예와 같은 원형의 웨이퍼 형상으로 형성된다.
또, 가접착층(11)의 다른 예로서는, 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a)에 대하여 가접착층(11)을 사이에 두고 미소 구조물(M)(미소 구조체(M1)나 미소 절연편이나 미소 부품)가 임시 고정되며, 가접착층(11)에 대한 레이저 광선(L1), 열선(적외선), 그 외의 광선 등으로 이루어지는 광(L)의 조사에 의하여, 가접착층(11)이 변질되어, 제1 대향면(1a)으로부터 미소 구조물(M)을 분리 가능하게 한 것 등을 들 수 있다.
제2 판상 부재(2)는, 불투명한 경질 합성 수지 또는 투명이나 반투명의 연질 합성 수지 등으로 판상으로 형성된 릴리스 기판 등으로 이루어진다. 또한, 투명이나 반투명인 제2 판상 부재(2)로서는, 환상 올레핀 개환 중합/수소 첨가체(COP)나 초박형 유리(UTG) 등의 얇고 강성이 낮아 변형 가능한 연질 재료로 이루어지는 것도 포함된다.
제2 판상 부재(2)의 전체 형상은, 원형의 웨이퍼 형상이나, 사각형의 패널 형상으로 형성된다. 제2 판상 부재(2)의 사이즈는, 폭 방향·길이 방향(XY방향) 및 두께 방향(Z방향)이 제1 판상 부재(1)의 사이즈와 대략 동일하거나, 또는 제1 판상 부재(1)의 사이즈보다 크게 하는 것이 바람직하다.
제2 판상 부재(2)에 있어서 제1 판상 부재(1)와 Z방향으로 대향하는 제2 대향면(2a)은, 전체적으로 평활면으로서 형성되고, 미소 구조물(M)의 표면(Ma)과 대향하는 점착층(21)을 갖는다.
점착층(21)은, 점착성을 갖고 또한 Z방향으로 탄성 변형 가능한 재료로, 제2 대향면(2a)을 따라 균일한 두께가 되도록 형성된다. 점착층(21)의 두께는, 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이 점착층(21)의 외표면으로부터 소정 깊이까지 물림 가능하게 설정된다.
가압부(3)는, 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a)에 가접착층(11)을 통하여 착탈 가능하게 접합된 미소 구조물(M)을, 제2 판상 부재(2)의 제2 대향면(2a)의 점착층(21)을 향하여 두께 방향(Z방향)으로 압입하여 상대적으로 접근시키는 프레스기이다.
가압부(3)는, 제1 판상 부재(1) 또는 제2 판상 부재(2) 중 어느 일방에 맞닿아 타방으로 압입하는 압압 부위(3a)를 갖는다.
압압 부위(3a)는, 제1 판상 부재(1)의 제1 비대향면(1b)의 전체면 또는 일부나, 제2 판상 부재(2)의 제2 비대향면(2b)의 전체면 또는 일부에 맞닿아, 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a) 및 가접착층(11)과, 제2 판상 부재(2)의 제2 대향면(2a) 및 점착층(21)이 적어도 국소적(전면적 또는 부분적)으로 평행이 되도록 Z방향으로 압동(押動)한다.
또한, 압압 부위(3a)에 의한 압입 시에, 미소 구조물(M)이 가접착층(11)을 통하여 접합되는 제1 판상 부재(1)는, 휨이나 요철 등에 의하여 제1 대향면(1a)의 전체면 또는 일부가 곡면 등의 비평활하게 소성 변형을 발생시키는 경우가 있다. 이 경우에는, 압압 부위(3a)에서 가접착층(11) 및 점착층(21)의 전체면 또는 일부가 평행이 되도록 압동함으로써, 평활한 제2 대향면(2a)을 따라 제1 판상 부재(1)의 소성 변형을 형상 수정(교정)시키는 것이나, 제1 판상 부재(1)의 소성 변형을 따라 제2 대향면(2a)을 변형시키도록 하고 있다.
이와 같은 압압 부위(3a)의 작동에 의하여, 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a)에 가접착층(11)을 통하여 착탈 가능하게 접합한 미소 구조물(M)은, 적어도 표면(Ma)이 전체적으로 동일한 가압 상태에서 점착층(21)에 압입되어, 표면(Ma)을 점착층(21)에 물리게 한 상태에서 점착된다.
점착층(21)에 대한 미소 구조물(M)의 압입 방법, 즉 압압 부위(3a)의 구체예로서는, 도 1~도 7에 나타나는 면 형상 압압 부위(31)를 갖는 전체면 가압 방식, 도 8에 나타나는 프레임상 압압 부위(35)를 갖는 일부 가압 방식, 도 9~도 10에 나타나는 이동 압압 부위(36, 37)를 갖는 이동 가압 방식 등을 들 수 있다. 또, 도 1~도 5, 도 8~도 10에 나타나는 압압 부위(3a)를 기계적으로 이동시켜 가압하는 기계적 가압 타입과, 도 6 및 도 7에 나타나는 압압 부위(3a)를 공간부(S)의 내측과 외측에 발생하는 압력차로 이동시켜 가압하는 차압 타입으로 나누어진다.
변성 박리부(4)는, 레이저 광선(L1), 열선(적외선), 그 외의 광선 등의 광(L)의 조사 등에 의하여, 가접착층(11)을 접착력이 저하되도록 변질(변성)시켜, 가접착층(11)으로부터 미소 구조물(M)을 박리 가능하게 하기 위한 박리 기구이다.
변성 박리부(4)는, 투명 또는 반투명의 제1 판상 부재(1)나 제2 판상 부재(2)를 투과하여 가접착층(11)을 향하여 광(L)을 조사하는 광조사 부위(41)와, 가접착층(11)의 전체면에 대한 광조사 부위(41)로부터의 광조사 위치(P)를 상대적으로 XY방향으로 이동시키는 상대 이동 부위(42)를 갖는다.
광조사 부위(41)는, 광(L)으로서 레이저 광선(L1)의 조사에 의하여, 약간의 외력으로 가접착층(11)을 박리할 수 있도록 변질시키는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 광원이 되는 레이저 발진기(도시하지 않는다)로부터 레이저 광선(L1)을 가접착층(11)에 대하여 두께 방향(Z방향)을 향하여 유도하는 광학계(도시하지 않는다)의 일부로서 광조사 부위(41)가 마련된다.
상대 이동 부위(42)는, 가접착층(11) 또는 광조사 부위(41) 중 어느 일방, 혹은 가접착층(11) 및 광조사 부위(41)의 양방을 이동시키는 광축 이동 기구이며, 적어도 광조사 부위(41)로부터의 광(L)의 조사 방향(Z방향)과 교차하는 2방향(XY방향)으로 상대적으로 이동시키도록 구성된다.
도 1~도 5 등에 나타나는 예의 경우에는, 광조사 부위(41)가 고정되어 배치되고, 상대 이동 부위(42)로서 제1 판상 부재(1)를 XYθ방향으로 상대적으로 이동시키는 XY스테이지 등이 이용된다.
또, 그 외의 예로서 도시하지 않지만, 레이저 광선(L1) 대신에, 열선(적외선)이나 그 외의 광선의 조사에 의하여 가접착층(11)을 박리 가능하게 변질시키는 것이나, 상대 이동 부위(42)로서 광조사 부위(41)만을 상대적으로 이동시키는 등, 도시예 이외의 구조로 변경하는 것도 가능하다. 또한, 광조사 부위(41)로서 레이저 광선(L1)의 광축(주축(主軸))을 움직이는 레이저 스캐너가 이용되고, 상대 이동 부위(42)가 되는 XY스테이지 등과의 병용으로, 광조사 부위(41)로부터의 광조사 위치(P)를 상대적으로 XY방향으로 이동시키는 것도 가능하다.
지지부(5)는, 후술하는 반송 기구(도시하지 않는다)로 장치 본체(B)를 향하여 반송된 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)를 두께 방향(Z방향)으로 대향하도록 지지하는 지지 기구이다.
지지부(5)의 근방(도시예에서는 상방)에는, 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)를 수용하기 위하여 필요한 공간부(S)가 형성된다.
지지부(5)는, 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)의 지지대(51)를 갖는다. 지지대(51)는, 장치 본체(B)에 마련되고, 그 외표면에 오목부(52)를 가지며, 제1 판상 부재(1)나 제2 판상 부재(2)가 XY방향으로 위치가 어긋나지 않도록 재치되는 오목부(52)를 갖는 것이 바람직하다.
도 1~도 5에 나타나는 예의 경우에는, 반입된 전사 전의 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)를 수용하여 오목부(52)로 유도하는 리프트 핀 등으로 이루어지는 리프트 기구(53)가, 지지대(51)를 관통하여 마련된다. 오목부(52)는, 하방의 전사처가 되는 제2 판상 부재(2)가 XY방향으로 이동 불가능하게 재치되도록 형성된다. 장치 본체(B)에 대하여 지지대(51)를 XY스테이지 등의 상대 이동 부위(42)에서 XYθ방향으로 이동 가능하게 하고 있다.
또, 그 외의 예로서 도시하지 않지만, 지지부(5)를 도시예 이외의 구조로 변경하는 것도 가능하다.
제어부(6)는, 가압부(3), 변성 박리부(4), 지지부(5) 등과 각각 전기적으로 접속한 제어 회로(도시하지 않는다)를 갖는 컨트롤러이다.
또한 제어부(6)는, 그 이외에도 전사 전의 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)를 지지부(5)를 향하여 반입하고, 또한 전사 후의 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)를 지지부(5)로부터 반출하기 위한 반송 기구(도시하지 않는다) 등과도 전기적으로 접속하고 있다.
제어부(6)가 되는 컨트롤러는, 제어 회로에 미리 설정된 프로그램에 따라, 미리 설정된 타이밍에 순차적으로 각각 작동 제어하고 있다.
그리고, 제어부(6)의 제어 회로에 설정된 프로그램을, 전사 장치(A)에 의한 전사 방법으로서 설명한다.
본 발명의 실시형태에 관한 전사 장치(A)를 이용한 전사 방법은, 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)에 대하여 두께 방향(Z방향)으로 대향시켜 배치하는 세트 공정과, 제1 판상 부재(1) 또는 제2 판상 부재(2) 중 어느 일방을 타방에 대하여 두께 방향(Z방향)으로 압입하는 가압 공정과, 가접착층(11)을 가접착층(11)의 접착력이 저하되도록 변질시키는 변성 공정을 주요한 공정으로서 포함하고 있다.
또한, 세트 공정의 전(前)공정으로서 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)의 반입 공정과, 변성 공정의 후(後)공정으로서 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)의 반출 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
반입 공정부터 반출 공정까지를 도 1의 (b)(c) 및 도 2의 (a)~도 4의 (b)에 근거하여 설명하면, 반입 공정보다 전의 초기 상태에서, 도 2의 (a)에 나타나는 바와 같이, 가압부(3)를 비가압의 대기 위치로 이동시켜, 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)의 수용에 필요한 공간부(S)가 형성되어 있다.
반입 공정에서는, 반송 로봇 등으로 이루어지는 반송 기구(도시하지 않는다)의 작동에 의하여, 도시예의 경우에는, 전사 전의 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)를 중첩한 상태에서 공간부(S)를 향하여 반입하고 있다.
또, 도시예 외에, 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)를 따로 따로 공간부(S)를 향하여 반입하는 것도 가능하다.
세트 공정에서는, 도 2의 (b)에 나타나는 바와 같이, 전사 전의 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)를 리프트 기구(53)로 수용하여, 지지대(51)의 오목부(52)를 향하여 유도된다.
도시예의 경우에는, 하방의 전사처가 되는 제2 판상 부재(2)가 오목부(52)에 들어감으로써, XY방향으로 이동 불가능하게 위치 결정된다.
가압 공정에서는, 도 1의 (b)(c) 및 도 2의 (b)에 나타나는 바와 같이, 압압 부위(3a)에 의하여 제1 판상 부재(1) 또는 제2 판상 부재(2) 중 어느 일방에 맞닿아, 가접착층(11) 및 점착층(21)이 적어도 국소적으로 평행이 되도록 타방으로 압입한다.
이때, 도 2의 (b)의 일점 쇄선에 나타나는 바와 같이, 카메라 등의 위치 검출기(C)에 의하여, 제1 판상 부재(1)나 미소 구조물(M) 등의 위치를 검출하고, 이 검출값에 근거하여 상대 이동 부위(42)에 의하여 미세 조정하는 것이 바람직하다.
이로써, 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a)에 가접착층(11)을 통하여 착탈 가능하게 접합한 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이, 전체적으로 동일한 가압 상태에서 점착층(21)에 압입되어, 점착층(21)에 물려 점착된다.
도시예의 경우에는, 미소 구조물(M)(미소 구조체(M1))로서 정렬 배치된 마이크로 LED 칩의 표면(Ma)이 되는 접속 단자를, 점착층(21)에 물리도록 점착하고 있다.
변성 공정에서는, 도 1의 (b) 및 도 3의 (a)에 나타나는 바와 같이, 변성 박리부(4)에 의한 광(L)의 조사 등으로, 가접착층(11)을 접착력이 저하되도록 변질(변성)시켜, 가접착층(11)으로부터 미소 구조물(M)의 이면(Mb)이 박리된다.
이때, 도시예의 경우에는, 광조사 부위(41)로부터 레이저 광선(L1)이, 투명 또는 반투명인 제1 판상 부재(1)를 투과하여 가접착층(11)에 조사됨과 동시에, 상대 이동 부위(42)가 되는 XY스테이지에서 지지대(51)를 통하여 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)가 XYθ방향으로 상대적으로 이동됨으로써, 가접착층(11)의 전체면에 레이저 광선(L1)을 조사하고 있다.
이로써, 미소 구조물(M)의 표면(Ma)을 점착층(21)에 물리게 한 상태에서, 가접착층(11)으로부터 미소 구조물(M)이 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)으로 이동된다.
변성 공정의 완료 후에는, 도 3의 (b)에 나타나는 바와 같이, 압압 부위(3a)에 의한 압입이 해제된다.
반출 공정에서는, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 나타나는 바와 같이, 전사 후의 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)가, 공간부(S)로부터 순차 반출된다.
그 후에는, 상술한 작동이 반복된다.
다음으로, 본 발명의 제1 실시형태~제7 실시형태에 관한 전사 장치(A)에 대하여 설명한다.
도 1~도 4에 나타나는 제1 실시형태의 전사 장치(A1)는, 가압부(3)의 압압 부위(3a)가 면 형상 압압 부위(31)를 갖는 전체면 가압 방식이며, 면 형상 압압 부위(31)에서 제1 판상 부재(1)를 전면적으로 압압하여 가접착층(11)과 점착층(21)을 상대적으로 접근시키고 있다.
면 형상 압압 부위(31)는, 변형 불가능한 강성 재료로 제1 판상 부재(1)와 대략 동일하거나 또는 그것보다 큰 사이즈로 성형한 판상체(3b)의 선단면을 따라 평활하게 형성되고, 제1 비대향면(1b)과 전면적으로 맞닿아 가압한다.
면 형상 압압 부위(31)의 구체예로서 도 1의 (a)(b)(c)~도 4의 (a)(b)에 나타나는 예의 경우에는, 석영 유리 등의 투명 또는 반투명인 강성 재료로 이루어지는 판상체(3b)와, 판상체(3b)를 Z방향으로 압압하는 압압 부재(3c)를 갖는다. 광조사 부위(41)로부터의 광(L)(레이저 광선(L1))은, 투명 또는 반투명인 판상체(3b) 및 제1 판상 부재(1)를 투과하여 가접착층(11)에 조사된다.
압압 부재(3c)는, 판상체(3b)에서 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 Z방향으로 기계적으로 가압하는 기계적 가압 타입의 지그이다.
도시예에서는, 판상체(3b)의 외주부에 가압 프레임(3d)이 장착되고, 가압 프레임(3d)에 대하여 복수의 압압 부재(3c)를 각각 둘레 방향으로 소정 간격마다 배치하는 것이 바람직하다.
도시예의 압압 부재(3c)는, 가압 프레임(3d)과 지지부(5)의 지지대(51)에 걸쳐 요동 가능하게 마련된 클램프(3c1)이다. 클램프(3c1)는, 그 구동부(도시하지 않는다)의 작동 또는 작업자에 의한 사전 작업에서, 클램프(3c1)를 가압 프레임(3d)에 계합됨으로써, 판상체(3b)가 제1 판상 부재(1)의 전체면을 제2 판상 부재(2)를 향하여 Z방향으로 압압하도록 접근 이동시킨다.
압압 부재(3c)(클램프(3c1))의 작동에 의하여 판상체(3b)의 면 형상 압압 부위(31)에서, 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 가접착층(11) 및 점착층(21)이 전면적으로 평행이 되도록 압입하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 제1 판상 부재(1)에 가접착층(11)에서 착탈 가능하게 유지한 미소 구조물(M)의 표면(Ma)을, 전체적으로 동일한 가압 상태에서 점착층(21)에 압입할 수 있다.
또, 도시예에서는, 가압부(3)의 판상체(3b)나 가압 프레임(3d)을 비가압의 대기 위치로 이동시키기 위하여, 리프트 핀 등으로 이루어지는 가압 해방 기구(3e)를 갖고 있다.
도 5에 나타나는 제2 실시형태의 전사 장치(A2)는, 가압부(3)의 압압 부재(3c)로서 승강간(杆)(3c2)을 가압 프레임(3d)과 지지부(5)의 지지대(51)에 걸쳐 마련한 구성이, 상술한 제1 실시형태와는 상이하고, 그 이외의 구성은 제1 실시형태와 동일한 것이다.
승강간(3c2)은, 가압 프레임(3d)의 승강 수단으로서 나사가 각설(刻設)되고, 그 구동부(도시하지 않는다)의 작동 또는 작업자에 의한 사전 작업에서, 승강간(3c2)을 회전시킴으로써, 판상체(3b)가 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 Z방향으로 압압하도록 접근 이동시킨다.
승강간(3c2)의 작동에 의하여 판상체(3b)의 면 형상 압압 부위(31)에서, 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 가접착층(11) 및 점착층(21)이 전면적으로 평행이 되도록 압입하는 것이 가능해진다.
도 6에 나타나는 제3 실시형태의 전사 장치(A3)는, 가압부(3)의 압압 부위(3a)가 공간부(S)의 내측과 외측에 발생하는 압력차를 이용한 차압 타입인 구성이, 상술한 제1 실시형태나 제2 실시형태와는 상이하고, 그 이외의 구성은 제1 실시형태나 제2 실시형태와 동일한 것이다.
차압 타입의 압압 부위(3a)는, 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)를 기밀상으로 수용하는 밀폐 구조의 공간부(S)와, 공간부(S)의 내압을 압력 조정하는 조압부(調壓部)(33)를 갖는다.
밀폐 구조의 공간부(S)는, 적어도 가압 공정에 있어서 제1 판상 부재(1)가 제2 판상 부재(2)를 향하여 Z방향으로 이동 가능해지도록 구성된다. 공간부(S)에는, 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)를 수용하는 기밀한 내측 영역과, 공간부(S)의 외측에 형성되는 외부 공간(T)에 걸쳐 연통되도록 통로(34)가 형성된다.
조압부(33)는, 예를 들면 진공 펌프나 컴프레서 등의 조압용 구동원(도시하지 않는다)을 가지며, 조압용 구동원의 작동으로 공간부(S) 내의 기체(공기)를 흡인하여 외부 공간(T)으로 배기함으로써, 공간부(S)의 내압이 감압되어 대기 분위기로부터 진공 또는 진공에 가까운 저압 분위기나 소정의 고압 분위기까지 설정 가능해진다. 또, 이와 반대의 조압부(33)의 작동 등으로, 공간부(S)의 내압을 상승시키는 것도 가능하다.
도시예에서는, 제1 실시형태나 제2 실시형태와 동일하게, 면 형상 압압 부위(31)를 갖는 전체면 가압 방식이 이용되고, 면 형상 압압 부위(31)가 형성되는 판상체(3b)의 선단면과 지지부(5)의 지지대(51)의 사이에, O링 등의 탄성 변형 가능한 시일 부재(54)를 사이에 두고 밀폐시키고 있다.
이 때문에, 조압부(33)의 작동에 의한 공간부(S)의 감압으로 판상체(3b)를 지지대(51)를 향하여 Z방향으로 접근 이동됨으로써, 판상체(3b)의 면 형상 압압 부위(31)에서 제1 판상 부재(1)가 전면적으로 압압되어 가접착층(11)과 점착층(21)을 상대적으로 접근시키고 있다.
이로써, 차압 타입의 압압 부위(3a)는, 기계적 가압 타입과 동일하게, 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 가접착층(11) 및 점착층(21)이 전면적으로 평행하게 압입하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 제1 판상 부재(1)에 가접착층(11)에서 착탈 가능하게 유지한 미소 구조물(M)의 표면(Ma)을, 전체적으로 동일한 가압 상태에서 점착층(21)에 압입할 수 있다.
또한, 광(L)(레이저 광선(L1))의 조사에 의한 가접착층(11)의 변질에 따라 가스가 발생해도, 공간부(S) 내의 기체를 통로(34)로부터 흡인하여 외부 공간(T)으로 배기하여 제거하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 제2 판상 부재(2)에 대한 제1 판상 부재(1)의 압입 압력이 변화하기 어려워짐과 함께, 오염이 적은 박리를 행할 수 있다.
도 7에 나타나는 제4 실시형태의 전사 장치(A4)는, 가압부(3)의 압압 부위(3a)가 두께가 얇은 판상체(3b')의 면 형상 압압 부위(31)를 갖는 전체면 가압 방식인 구성이, 상술한 제3 실시형태와는 상이하고, 그 이외의 구성은 제3 실시형태와 동일한 것이다.
두께가 얇은 판상체(3b')의 면 형상 압압 부위(31)는, 제3 실시형태의 전사 장치(A3)에서 설명한 차압 타입을 이용함으로써, 두께가 얇은 판상체(3b')의 면 형상 압압 부위(31)이더라도, 제1 판상 부재(1)를 전면적으로 압압하여 가접착층(11)과 점착층(21)을 상대적으로 접근시키는 것이 가능해진다.
두께가 얇은 판상체(3b')로서는, COP나 UTG 등의 강성이 낮은 투명 또는 반투명인 연질 재료로 성형된 박형 수지판이나 초박형 유리 등을 이용하는 것이 가능해진다. 이와 같은 두께가 얇은 판상체(3b')의 외주부에는, 보강용의 프레임상 부재(3f)가 고착되고, 보강용의 프레임상 부재(3f)로 변형 불가능하게 된 판상체(3b')의 외주부를, 시일 부재(54)가 배치되는 지지대(51)의 받침대 표면(51a)과 대향시켜 확실히 밀폐되어 있다.
광조사 부위(41)로부터의 광(L)(레이저 광선(L1))은, 투명 또는 반투명인 두께가 얇은 판상체(3b')와 제1 판상 부재(1)를 투과하여 가접착층(11)에 조사된다.
이로써, 광(L)(레이저 광선(L1))이 두께가 두꺼운 판상체(3b) 및 제1 판상 부재(1)를 투과하여 가접착층(11)에 조사되는 제1 실시형태~제3 실시형태에 비하여, 광(L)(레이저 광선(L1))의 에너지 손실을 감소시켜 효율적인 레이저 조사가 가능해진다.
도 8에 나타나는 제5 실시형태의 전사 장치(A5)는, 가압부(3)의 압압 부위(3a)가 프레임상 압압 부위(35)를 갖는 일부 가압 방식이며, 프레임상 압압 부위(35)에서 제1 판상 부재(1)를 부분적으로 압압하여 가접착층(11)과 점착층(21)을 상대적으로 접근시키는 구성이, 상술한 제1 실시형태~제4 실시형태와는 상이하고, 그 이외의 구성은 제1 실시형태~제4 실시형태와 동일한 것이다.
프레임상 압압 부위(35)는, 변형 불가능한 강성 재료로 제1 판상 부재(1)보다 큰 사이즈로 성형한 프레임상체(3g)의 내측 선단면을 따라 평활하게 형성되고, 제1 비대향면(1b)의 외주부와 부분적으로 맞닿아 가압한다.
프레임상 압압 부위(35)의 구체예로서 도시예의 경우에는, 프레임상체(3g)로 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 Z방향으로 기계적으로 가압하는 기계적 가압 타입의 승강 부재(3h)를 갖는다. 광조사 부위(41)로부터의 광(L)(레이저 광선(L1))은, 프레임상체(3g)의 중앙에 개설된 개구부(3g1)를 통과함과 함께, 투명 또는 반투명인 제1 판상 부재(1)만을 투과하여 가접착층(11)에 조사된다.
이로써, 광(L)(레이저 광선(L1))은, 제1 판상 부재(1)만을 투과하여 가접착층(11)에 조사되기 때문에, 두께가 얇은 판상체(3b') 및 제1 판상 부재(1)를 투과하여 가접착층(11)에 조사하는 제4 실시형태에 비하여, 광(L)(레이저 광선(L1))의 에너지 손실을 더 감소시켜 조사를 할 수 있다.
승강 부재(3h)는, 프레임상체(3g)를 통하여 제1 판상 부재(1)가 제2 판상 부재(2)를 향하여 Z방향으로 압압하도록 구성되는 승강 기구이며, 프레임상으로 형성된 승강 부재(3h)와 프레임상체(3g)를, 판 스프링 등의 탄성 재료로 이루어지는 다이어프램(3i)으로 연결되어 있다. 승강 부재(3h)는, 그 구동부(도시하지 않는다)의 작동 또는 작업자에 의한 사전 작업에서, 승강 부재(3h)를 승강 이동시킴으로써, 다이어프램(3i)을 통하여 프레임상체(3g)가 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 Z방향으로 압압하도록 접근 이동시킨다.
승강 부재(3h)의 작동에 의하여 프레임상체(3g)의 프레임상 압압 부위(35)에서, 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 가접착층(11) 및 점착층(21)이 전면적으로 평행이 되도록 압입하는 것이 가능해진다.
또한, 제5 실시형태의 전사 장치(A5)에서는, 제3 실시형태나 제4 실시형태와 동일하게, 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)를 수용하는 공간부(S)가 밀폐 구조로 구성되어 있다. 도시예의 프레임상체(3g)는, 다이어프램(3i)과 지지부(5)의 지지대(51)의 사이에, 제1 판상 부재(1)와 제2 판상 부재(2)의 주위를 둘러싸도록 형성됨과 함께, O링 등의 시일재(3j)로 밀폐하고, 공간부(S)와 외부 공간을 연통시키는 통공(通孔)(3k)이 뚫린다. 이 때문에, 제2 판상 부재(2)에 대한 제1 판상 부재(1)의 압입 압력이 변화하기 어려워짐과 함께, 오염이 적은 박리를 행할 수 있다.
도 9에 나타나는 제6 실시형태의 전사 장치(A6)는, 가압부(3)의 압압 부위(3a)가 이동 압압 부위(36)를 갖는 이동 가압 방식(기계적 가압 타입)이며, 이동 압압 부위(36)에서 제1 판상 부재(1)를 부분적으로 압압하여 가접착층(11)과 점착층(21)을 상대적으로 접근시키는 구성이, 상술한 제1 실시형태~제5 실시형태와는 상이하고, 그 이외의 구성은 제1 실시형태~제5 실시형태와 동일한 것이다.
이동 압압 부위(36)는, 제1 판상 부재(1)의 XY방향 중 어느 일방의 폭보다 큰 사이즈의 간상으로 성형한 봉 형상체(3m)의 선단을 따라 평활하게 형성되고, 제1 비대향면(1b)과 부분적으로 맞닿아 가압한다.
이동 압압 부위(36)의 구체예로서 도시예의 경우에는, 제1 판상 부재(1)의 폭보다 긴 원주상(롤상)이나 각기둥상으로 형성되는 봉 형상체(3m)와, 봉 형상체(3m)로 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 Z방향으로 기계적으로 가압하는 기계적 가압 타입의 압압 구조(도시하지 않는다)를 갖는다. 봉 형상체(3m)의 압압 구조는, 제1 판상 부재(1)의 제1 비대향면(1b)에 대하여 봉 형상체(3m)를 XY방향 중 어느 일방과 교차하는 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써, 봉 형상체(3m)의 자체중량으로 제1 판상 부재(1)의 전체면이 제2 판상 부재(2)를 향하여 Z방향으로 압압되도록 접근 이동한다.
도시예에서는, 봉 형상체(3m)가 변형 불가능한 강성 재료로 이루어지는 지축(支軸)의 외주면을 고무 등의 탄성 변형 가능한 재료로 이루어지는 표면층으로 덮은 롤러이며, 제1 판상 부재(1)에 대한 광조사 부위(41)로부터의 광(L)(레이저 광선(L1))의 상대적인 조사 이동과 동기(同期)하여 봉 형상체(3m)를 이동시킴으로써, 가접착층(11)의 전체면에 광(L)(레이저 광선(L1))이 조사된다.
봉 형상체(3m)의 작동에 의하여 이동 압압 부위(36)에서, 제1 판상 부재(1)를 제2 판상 부재(2)를 향하여 가접착층(11) 및 점착층(21)이 부분적으로 평행이 되도록 압입하는 것이 가능해진다.
이로써, 제1 판상 부재(1)나 제2 판상 부재(2)의 사이즈가 대형(대면적)이더라도, 봉 형상체(3m)에 의한 점착층(21)으로의 미소 구조물(M)의 압입과, 광(L)(레이저 광선(L1))의 조사에 의한 가접착층(11)으로부터 미소 구조물(M)의 박리를 동시 진행시키는 것이 가능해진다. 이 때문에, 제1 판상 부재(1)나 제2 판상 부재(2)의 사이즈가 대형(대면적)이더라도, 미소 구조물(M)의 점착 상태 및 박리 상태에 불균일이 발생하기 어려워진다.
특히, 광조사 부위(41)로부터의 광(L)(레이저 광선(L1))을 사이에 두도록 한 쌍의 봉 형상체(3m)가 마련되고, 한 쌍의 봉 형상체(3m)를 광(L)(레이저 광선(L1))의 광조사 위치(P)와 접근하도록 배치하는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 광(L)(레이저 광선(L1))의 조사 타이밍에 미소 구조물(M)의 압입을 근방 위치에서 행할 수 있기 때문에, 제1 판상 부재(1)에 휨 변형이나 요철 변형이 있더라도, 미소 구조물(M)의 점착 상태 및 박리 상태에 불균일이 더 발생하기 어려워진다.
도 10에 나타나는 제7 실시형태의 전사 장치(A7)는, 가압부(3)의 압압 부위(3a)에서, 변형 가능한 제2 판상 부재(2)의 점착층(21')을, 가접착층(11')을 향하여 두께 방향(Z방향)으로 압입하도록 한 구성이, 상술한 제6 실시형태와는 상이하고, 그 이외의 구성은 제6 실시형태와 동일한 것이다.
제1 판상 부재(1)는, 가접착층(11')이 마련되는 제1 대향면(1a')을 가지며, 제2 판상 부재(2)는, 점착층(21')이 마련되는 제2 대향면(2a')을 갖고 있다.
도시예에서는, 전사원의 제1 판상 부재(1)가 하방에 배치되며, COP나 UTG 등의 얇고 강성이 낮은 연질 재료로 이루어지는 제2 판상 부재(2)를 상방에 배치하고 있다.
또한, 제7 실시형태의 압압 부위(3a)는, 제6 실시형태의 이동 압압 부위(36)와 동일한 구조인 제2 이동 압압 부위(37)를 갖는 이동 가압 방식(기계적 가압 타입)이 이용되고, 제2 판상 부재(2)의 제2 비대향면(2b')에 대하여 봉 형상체(3m)를 상대적으로 이동시킴으로써, 봉 형상체(3m)의 자체중량으로 제2 판상 부재(2)의 전체면이 제1 판상 부재(1)를 향하여 Z방향으로 압압되도록 접근 이동한다.
봉 형상체(3m)의 작동에 의하여 제2 이동 압압 부위(37)에서, 제2 판상 부재(2)를 제1 대향면(1a')을 향하여 점착층(21') 및 가접착층(11')이 부분적으로 평행이 되도록 압입하는 것이 가능해진다.
제7 실시형태의 변성 박리부(4)는, 광조사 부위(41) 등으로부터의 광(L)(레이저 광선(L1))이, 투명 또는 반투명인 제1 판상 부재(1)를 투과하여 가접착층(11)에 조사된다.
또, 그 외의 예로서 도시하지 않지만, 가압부(3)의 압압 부위(3a)를 면 형상 압압 부위(31)를 갖는 전체면 가압 방식이나, 프레임상 압압 부위(33)를 갖는 일부 가압 방식으로 변경하는 것도 가능하다.
이와 같은 본 발명의 실시형태에 관한 전사 장치(A) 및 전사 방법에 의하면, 먼저 가압부(3)에 의하여, 제1 판상 부재(1) 또는 제2 판상 부재(2) 중 어느 일방이 타방을 향하여, 가접착층(11) 및 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)이 적어도 국소적으로 평행이 되도록 두께 방향(Z방향)으로 압입된다.
이로써, 제1 판상 부재(1)에 가접착층(11)을 통하여 착탈 가능하게 유지한 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이, 전체적으로 동일한 가압 상태에서 점착층(21)에 압입되어, 점착층(21)에 물려 점착된다.
그 다음에 미소 구조물(M)의 물린 상태를 유지하면서, 변성 박리부(4)에서 가접착층(11)을 변질시킴으로써, 가접착층(11)으로부터 미소 구조물(M)(의 이면(Mb))이 박리된다. 이와 동시에, 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이 점착층(21)에 물린 상태에서 제2 판상 부재(2)로 이동된다.
따라서, 제1 판상 부재(1)의 휨이나 요철 등의 소성 변형과 관계없이 가접착층(11)으로부터 미소 구조물(M)을 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)에 대하여 자세 붕괴 없이 이동시킬 수 있다.
그 결과, 적층체의 분리층에 대하여 레이저광의 조사 불균일이 부분적으로 발생하기 쉬운 종래의 것에 비하여, 제1 판상 부재(1)의 휨이나 요철 등의 소성 변형이 있더라도, 미소 구조물(M)의 점착 상태에 불균일이 발생하지 않고, 미소 구조물(M)의 박리 불량을 방지할 수 있다.
또한, 미소 구조물(M)의 표면(Ma)을 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)에 물리게 하고 있기 때문에, 변성 박리부(4)에 의한 가접착층(11)의 변질에 따른 미소 구조물(M)의 박리 시에 위치 어긋남이 발생하지 않고, 고정밀도의 이동을 실현할 수 있다. 이 때문에, 수율의 향상이 도모된다.
특히, 제1 판상 부재(1)에 가접착층(11)을 통하여 복수의 미소 구조물(M)을 병렬상으로 정렬 배치하는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 가압부(3)에 의한 제1 판상 부재(1)의 압압으로, 제1 판상 부재(1)에 정렬 배치된 복수의 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이, 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)에 대하여 각각 평행이 되도록 압입된다. 이 때문에, 복수의 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이 각각 점착층(21)에 물려 점착된다.
이것에 계속해서 변성 박리부(4)에서 가접착층(11)을 변질시킴으로써, 가접착층(11)으로부터 복수의 미소 구조물(M)(의 이면(Mb))이 각각 박리된다. 이와 동시에, 복수의 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이 점착층(21)에 물린 상태에서 제2 판상 부재(2)로 각각 이동된다.
따라서, 가접착층(11)으로부터 복수의 미소 구조물(M)을 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)에 대하여 균일하게 이동시킬 수 있다.
그 결과, 복수의 미소 구조물(M)의 점착 상태에 불균일이 발생하지 않고, 복수의 미소 구조물(M)의 박리 불량을 각각 방지할 수 있다.
또한, 복수의 미소 구조물(M)의 표면(Ma)을 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)에 물리게 하고 있기 때문에, 변성 박리부(4)에 의한 가접착층(11)의 변질에 따른 복수의 미소 구조물(M)의 박리 시에 위치 어긋남이 발생하지 않고, 고정밀도의 이동을 실현할 수 있다. 이 때문에, 수율의 가일층의 향상이 도모된다.
또한, 변성 박리부(4)는, 레이저 광선(L1)을 포함하는 광(L)의 조사 기구인 것이 바람직하다.
이 경우에는, 변성 박리부(4)로부터 조사한 레이저 광선(L1) 등의 광(L)이, 투명이나 반투명인 제1 판상 부재(1) 또는 제2 판상 부재(2)를 투과하여 가접착층(11)에 조사된다.
이로써, 가접착층(11)이 변질되어 미소 구조물(M)이 가접착층(11)으로부터 박리됨과 동시에, 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이 점착층(21)에 물린 상태에서 제2 판상 부재(2)로 이동된다.
따라서, 레이저 광선(L1)을 포함하는 광(L)의 조사로 가접착층(11)으로부터 미소 구조물(M)을 확실히 박리하여 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)으로 이동시킬 수 있다.
그 결과, 적층체의 분리층에 대하여 레이저광의 조사 불균일이 부분적으로 발생하기 쉬운 종래의 것에 비하여, 레이저 광선(L1) 등의 광(L)의 출력이 과도하게 강해지지 않고, 미소 구조물(M)에 형성되어 있는 디바이스에 대미지를 일으키는 것이나, 부분적인 과조사에 의하여 그을음의 발생을 일으키는 경우도 없다.
이 때문에, 제1 판상 부재(1)로부터 미소 구조물(M)을 제2 판상 부재(2)로 고정밀도의 이동이 실현될 수 있어, 고성능이고 또한 클린한 제품의 제조가 도모된다.
또한, LED 칩의 사이즈나 배치에 따른 빔 호모지나이저를 이용하는 종래의 것에 비하여, 호모지나이저를 준비할 필요가 없고, 레이저 광선(L1) 등의 광(L)(레이저 빔)의 조사 위치 결정 정밀도의 완화가 가능함과 함께, 조사 택트의 고속화가 가능해진다.
또, 미소 구조물(M)의 표면(Ma)을 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)에 물리게 할 때, 그 압입량에 따라 레이저 광선(L1) 등의 광(L)의 조사에 의한 충격파의 완화 정도를 제어할 수 있다.
도 1~도 9에 나타나는 예에서는, 가압부(3)가 가접착층(11)을 제2 판상 부재(2)의 점착층(21)을 향하여 두께 방향(Z방향)으로 압입하도록 구성되고, 제1 판상 부재(1)는, 가접착층(11)이 마련되는 제1 대향면(1a)을 가지며, 제2 판상 부재(2)는, 점착층(21)이 마련되는 평활한 제2 대향면(2a)을 갖고 있다.
이와 같은 제1 실시형태~제6 실시형태의 전사 장치(A1, A2, A3, A4, A5, A6)에 의하면, 가압부(3)에서 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a)을 제2 판상 부재(2)의 평활한 제2 대향면(2a)을 향하여 압압함으로써, 평활한 제2 대향면(2a)의 형상을 따라 제1 대향면(1a)의 면 형상이 수정되고, 가접착층(11)을 통하여 착탈 가능하게 유지한 미소 구조물(M)이, 평활한 제2 대향면(2a)을 따른 점착층(21)과 적어도 국소적으로 평행이 되도록 압입된다.
이 때문에, 제1 판상 부재(1)에 휨이나 요철 등의 소성 변형이 있더라도, 가압부(3)에 의한 압입으로 제1 판상 부재(1)의 휨이나 요철 등의 소성 변형을, 평활한 제2 대향면(2a)의 점착층(21)을 따라 교정하고, 평활한 제2 대향면(2a)의 점착층(21)의 형상을 따라 미소 구조물(M)이 물려 점착된다.
이것에 계속되는 변성 박리부(4)에 의한 가접착층(11)의 변질로 미소 구조물(M)(의 이면(Mb))이 박리됨과 동시에, 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이 평활한 제2 대향면(2a)의 점착층(21)에 물린 상태에서 제2 판상 부재(2)로 이동된다.
따라서, 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a)의 가접착층(11)으로부터 미소 구조물(M)을, 제2 판상 부재(2)의 평활한 제2 대향면(2a)을 기준면으로 하여 점착층(21)으로 이동시킬 수 있다.
그 결과, 제1 판상 부재(1)에 휨이나 요철 등의 소성 변형이 있더라도, 제2 판상 부재(2)의 평활한 제2 대향면(2a)을 따라 교정할 수 있고, 휨이나 요철 등의 소성 변형의 영향이 없는 미소 구조물(M)의 이동을 행할 수 있다.
특히, 제1 판상 부재(1)에 가접착층(11)을 통하여 복수의 미소 구조물(M)이 병렬상으로 정렬 배치되는 경우에는, 휨이나 요철 등의 소성 변형의 영향이 없고 정렬 배치된 복수의 미소 구조물(M)을 이동시킬 수 있다.
도 6이나 도 7에 나타나는 예에서는, 제1 판상 부재(1) 및 제2 판상 부재(2)가 기밀상으로 수용되는 공간부(S)를 구비하고, 가압부(3)는, 공간부(S)의 내측과 외측의 압력차에 의하여, 제1 판상 부재(1) 또는 제2 판상 부재(2) 중 어느 일방이 타방을 향하여 두께 방향(Z방향)으로 압입하는 압압 부위(3a)를 갖고 있다.
이와 같은 제3 실시형태의 전사 장치(A3)나 제4 실시형태의 전사 장치(A4)에 의하면, 공간부(S)의 내측과 외측의 압력차로, 압압 부위(3a)가 제1 판상 부재(1) 또는 제2 판상 부재(2) 중 어느 일방을 타방을 향하여 두께 방향(Z방향)으로 압입한다.
이로써, 제1 판상 부재(1)에 가접착층(11)을 통하여 착탈 가능하게 유지한 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이, 전체적으로 동일한 가압 상태에서 점착층(21)에 압입되어, 점착층(21)에 물려 점착된다.
따라서, 차압으로 가접착층(11)으로부터 미소 구조물(M)을 점착층(21)의 형상을 따라 균일하게 압입할 수 있다.
그 결과, 제1 판상 부재(1)에 휨이나 요철 등의 소성 변형이 있더라도, 미소 구조물(M)의 점착 상태를 균일하게 하여, 미소 구조물(M)의 박리 불량을 방지할 수 있다.
도 10에 나타나는 예에서는, 가압부(3)가, 가접착층(11')을 향하여 제2 판상 부재(2)의 점착층(21')을 두께 방향(Z방향)으로 압입하도록 구성되고, 제1 판상 부재(1)는, 가접착층(11')이 마련되는 제1 대향면(1a')을 가지며, 제2 판상 부재(2)는, 변형 가능한 재료로 이루어지고, 점착층(21')이 마련되는 제2 대향면(2a')을 갖고 있다.
이와 같은 제7 실시형태의 전사 장치(A7)에 의하면, 가압부(3)에서 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a')을 향하여 제2 판상 부재(2)의 제2 대향면(2a')을 압압함으로써, 제1 대향면(1a')의 형상을 따라 제2 대향면(2a')의 면 형상이 수정되고, 가접착층(11')을 통하여 착탈 가능하게 유지한 미소 구조물(M)이, 제2 대향면(2a')을 따른 점착층(21)과 적어도 국소적으로 평행이 되도록 압입된다.
이 때문에, 제1 판상 부재(1)에 휨이나 요철 등의 소성 변형이 있더라도, 가압부(3)에 의한 압입으로 제1 대향면(1a') 및 가접착층(11')의 휨이나 요철 등의 소성 변형에 맞추어, 제2 대향면(2a') 및 점착층(21')을 변형시켜, 가접착층(11')의 휨이나 요철 등의 소성 변형의 형상을 따라 미소 구조물(M)이 물려 점착된다.
이것에 계속되는 변성 박리부(4)에 의한 가접착층(11')의 변질로 미소 구조물(M)(의 이면(Mb))이 박리됨과 동시에, 미소 구조물(M)의 표면(Ma)이 제2 대향면(2a')의 점착층(21')에 물린 상태에서 제2 판상 부재(2)로 이동된다.
따라서, 제1 판상 부재(1)의 제1 대향면(1a')을 기준면으로 하여 가접착층(11')으로부터 미소 구조물(M)을, 제2 판상 부재(2)의 제2 대향면(2a')의 점착층(21')으로 이동시킬 수 있다.
그 결과, 제1 판상 부재(1)의 휨이나 요철 등의 소성 변형이 있더라도, 제1 판상 부재(1)의 휨이나 요철 등의 소성 변형의 형상을 따라 제2 판상 부재(2)의 제2 대향면(2a')을 변형시킬 수 있고, 휨이나 요철 등의 소성 변형의 영향이 없는 미소 구조물(M)의 이동을 행할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태(제1 실시형태~제7 실시형태)에 있어서 도시예에서는, 전사원을 제1 판상 부재(1)로 하며, 전사처를 제2 판상 부재(2)로 했지만, 이에 한정되지 않고, 반대로 전사원을 제2 판상 부재(2)로 하며, 전사처를 제1 판상 부재(1)로 변경해도 된다.
또한, 점착층(21)에 대한 미소 구조물(M)의 압입 방법으로서, 도 1~도 7의 전체면 가압 방식, 도 8의 일부 가압 방식, 도 9~도 10의 이동 가압 방식을 예시했지만, 이에 한정되지 않고, 도시예 이외의 가압 방식을 이용해도 된다. 또, 도 6 및 도 7만을 차압 타입으로 했지만, 도 1~도 5나 도 8~도 10에 나타나는 기계적 가압 타입을 차압 타입으로 변경해도 된다.
특히, 제1 실시형태~제2 실시형태의 전체면 가압 방식에서는, 판상체(3b) 및 가압 프레임(3d)을 압압 부재(3c)(클램프(3c1), 승강간(3c2))로 압압했지만, 이에 한정되지 않고, 제5 실시형태에 기재된 승강 부재(3h)나 다이어프램(3i)으로 판상체(3b) 및 가압 프레임(3d)을 압압해도 된다.
또, 제3 실시형태~제5 실시형태에서 공간부(S)를 밀폐 구조로 했지만, 이에 한정되지 않고, 제1 실시형태~제2 실시형태 및 제6 실시형태~제7 실시형태에서도, 제3 실시형태~제5 실시형태와 동일하게 공간부(S)를 밀폐 구조로 해도 된다.
A 전사 장치 1 제1 판상 부재
1a, 1a' 제1 대향면 11, 11' 가접착층
2 제2 판상 부재 2a, 2a' 제2 대향면
21, 21' 점착층 3 가압부
3a 압압 부위 4 변성 박리부
6 제어부 L 광
L1 레이저광선 M 미소 구조물
Ma 표면

Claims (7)

  1. 제1 판상 부재에 장착된 미소 구조물을 상기 제1 판상 부재로부터 박리하고, 상기 제1 판상 부재와 대향하는 제2 판상 부재에 접합시켜 이동되는 전사 장치로서,
    상기 미소 구조물이 가접착층을 개재하여 착탈 가능하게 유지되는 상기 제1 판상 부재와,
    상기 제1 판상 부재와 대향하여 두께 방향으로 탄성 변형 가능한 점착층을 갖는 상기 제2 판상 부재와,
    상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방을 타방을 향하여 상기 가접착층 및 상기 점착층이 적어도 국소적으로 평행이 되도록 두께 방향으로 압입하는 가압부와,
    상기 가접착층을 상기 가접착층의 접착력이 저하되도록 변질시키는 변성 박리부와,
    상기 가압부 및 상기 변성 박리부를 작동 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 가압부에 의하여 상기 미소 구조물의 표면이 상기 점착층에 압입되며, 상기 점착층에 상기 미소 구조물의 상기 표면을 물리게 한 상태에서, 상기 변성 박리부에 의하여 상기 가접착층이 변질되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 판상 부재에 상기 가접착층을 개재하여 복수의 상기 미소 구조물이 병렬상으로 정렬 배치되는 것을 특징으로 하는 전사 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 변성 박리부가, 레이저광선을 포함하는 광의 조사 기구인 것을 특징으로 하는 전사 장치.
  4. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 가압부가, 상기 제1 판상 부재의 상기 가접착층을 상기 제2 판상 부재의 상기 점착층을 향하여 두께 방향으로 압입하도록 구성되고,
    상기 제1 판상 부재는, 상기 가접착층이 마련되는 제1 대향면을 가지며,
    상기 제2 판상 부재는, 상기 점착층이 마련되는 평활한 제2 대향면을 갖는 것을 특징으로 하는 전사 장치.
  5. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 판상 부재 및 상기 제2 판상 부재가 기밀상으로 수용되는 공간부를 구비하고,
    상기 가압부는, 상기 공간부의 내측과 외측의 압력차에 의하여, 상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방이 타방을 향하여 두께 방향으로 압입하는 압압 부위를 갖는 것을 특징으로 하는 전사 장치.
  6. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 가압부가, 상기 제1 판상 부재의 상기 가접착층을 향하여 상기 제2 판상 부재의 상기 점착층을 두께 방향으로 압입하도록 구성되고,
    상기 제1 판상 부재는, 상기 가접착층이 마련되는 제1 대향면을 가지며,
    상기 제2 판상 부재는, 변형 가능한 재료로 이루어지고, 상기 점착층이 마련되는 제2 대향면을 갖는 것을 특징으로 하는 전사 장치.
  7. 제1 판상 부재에 장착된 미소 구조물을 상기 제1 판상 부재로부터 박리하고, 상기 제1 판상 부재와 대향하는 제2 판상 부재에 접합시켜 이동되는 전사 방법으로서,
    가접착층을 갖는 상기 제1 판상 부재가, 점착층을 갖는 상기 제2 판상 부재에 대하여 대향하도록 배치되는 세트 공정과,
    상기 제1 판상 부재 또는 상기 제2 판상 부재 중 어느 일방을 타방에 대하여 상기 가접착층 및 상기 점착층이 적어도 국소적으로 평행이 되도록 두께 방향으로 압입하는 가압 공정과,
    상기 가접착층을 상기 가접착층의 접착력이 저하되도록 변질시키는 변성 공정을 포함하고,
    상기 가압 공정에서는, 가압부에 의하여 상기 미소 구조물의 표면이 상기 점착층에 대하여 물리도록 압입되며,
    상기 변성 공정에서는, 상기 미소 구조물의 상기 표면이 상기 점착층에 물린 상태에서, 변성 박리부에 의하여 상기 가접착층을 변질시키는 것을 특징으로 하는 전사 방법.
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