KR20240031297A - 주사형 축소 투영 광학계 및 이것을 이용한 레이저 가공 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는, 가로 멀티 모드의 펄스 레이저광을, 렌즈 어레이형의 줌 호모지나이저, 어레이 마스크(10), 스캐닝 미러(4), 포토마스크(6), 텔레센트릭 투영 렌즈(8)를 개재하여, 도너 기판 상에 미소 에어리어의 사이즈로 결상시키는 주사형 축소 투영 광학계에 의해, 도너 기판 상의 미소 소자를 대향하는 리셉터 기판 상에 높은 위치 정밀도로 리프트한다. 그 실시 공정으로서, 위치 정보 취득을 위한 검사, 리프트 에어리어 분할, 조사 위치 선택, 전사, 스테이지 이동의 각 공정을 밟는다. 이것에 의해, 대구경(大口徑)의 고액인 fθ 렌즈나 텔레센트릭 축소 투영 렌즈를 이용하는 일 없이, 스캐너의 정밀도 부족을 보충하면서, 균일하고 변동이 없는 에너지 분포를 갖는 미소한 조사 에어리어를 광범위하고 고정밀도로 또한 고속으로 스캔할 수 있는 주사형 축소 투영 광학계와, 이것을 탑재한 실장용 또는 재전사용의 리프트 장치 등을 저코스트로 제공할 수 있으며, 게다가 그 실시 방법도 제공할 수 있다.
Description
본 발명은, 주사형 축소 투영 광학계 및 이것을 이용한 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
디스플레이 등의 제조 공정에서 이용되는 기술로서, 도너 기판 상에 매트릭스상(狀)으로 다수 배치된 마이크로 LED 등의 미소(微小) 소자를 리셉터 기판에 전사하는 기술이 있다. 또, 도너 기판 상에 도포된, 도전성, 점착성 등의 각종의 기능성 막이나 재료막, 유기 EL 막 등의 리셉터 기판으로의 전사 기술이 있다. 예를 들면, 리프트(LIFT: Laser Induced Forward Transfer) 기술, 스탬프 기술, 롤 전사 기술 등 다양하다. 그러나, 어느 기술도 그 공정에 요구되는 고속 처리와 높은 위치 정밀도를 양립시키는 것은 용이하지 않아, 고속이어도 전사 누락이나 위치 어긋남 등이 발생한다.
그래서 출원인은, 고속이고 또한 고정밀도인 리프트 장치를 개발했다(특허문헌 1). 그러나, 그 리프트 장치에서 이용하는 전술의 스탬프 기술이나 롤 전사 기술을 이용한 전사 장치에 의해 전사되어, 실장된 도너 기판이나 리셉터 기판 상의 미소 소자 등에는, 1％에 이르는 불량이 존재하는 경우가 있다. 그래서, 이 불량 개소에 대해 미소 소자 등을 재전사(再傳寫)하는 기술이나 그것을 이용한 장치에 대해서도 고정밀도화와 고속화의 양쪽을 겸비하는 것이 요구되고 있다.
또, 그와 같은 기술은, 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로의 재전사용 뿐만 아니라, 기판 상에 위치하는 불량의 미소 소자 등의 조사 대상물이나 불필요한 재료의 부분의 제거용으로도 이용할 수 있어, 미소 소자 등의 전사에 의한 실장 공정 외, 불량의 제거 공정에 이용하는 것도 기대된다.
한편, 특허문헌 1과는 달리, 스텝 앤드 리피트 방식에 의한 고정밀도의 전사 기술이 있다. 예를 들면, 수정 대상 기판 상의 불량의 미소 소자 등이 미리 제거된 후의 무소자 개소에, 재차, 미소 소자 등을 재전사하는 기술에서는, 엑시머 레이저광을, 렌즈 어레이를 조합하여 이루어지는 빔 호모지나이저를 이용해 균일한 에너지 분포를 갖는 레이저광으로 정형하고, 이것을 포토마스크와 축소 투영 렌즈를 이용하여(재전사용의) 도너 기판 상에 위치하는 미소 소자 등을 향해 축소 투영하여, 그 미소 소자 등을 수정 대상 기판 상으로 리프트한다. 이 기술은, 높은 위치 정밀도를 갖는 스테이지에 의해 도너 기판 상의 미소 소자 등을 정확하게 수정 대상 기판 상으로 리프트(재전사)하는 것이 가능하지만, 미소 소자 1개당 처리 시간으로서 1∼2초 정도 필요로 하기 때문에, 1％에 이르는 대량의 불량 개소가 발생할 가능성이 있는, 디스플레이 등의 제조 공정에 이용하는 재전사 장치로는, 그 생산 효율에 비추어도 실용적이라고는 할 수 없다.
또한, 고속화를 가능하게 하는 기술로서, 갈바노 스캐너와 fθ 렌즈를 조합한 광학계에 의해, 레이저광을 고속으로 스캔하여 조사 대상물에 조사하는 기술은 주지인데, 이 기술에 의해, 불량의 미소 소자 등을 고속으로 수정 대상 기판으로부터 제거하는 것은, 그 스캐너에 의한 위치 정밀도가 허용하는 한에 있어서 가능하지만, 그 후의 높은 위치 정밀도가 요구되는 재전사에 있어서는, 정밀도의 한계때문에 곤란을 수반한다.
그래서, 이 스캐너에 의한 위치 정밀도의 문제를 해소하기 위해, 스캔되는 레이저광을, fθ 렌즈 등을 개재하여 포토마스크 상에 배열된 개구부를 향해 선택적으로 조사하고, 이것을 기판 상에 위치하는 소정의 조사 대상물에 축소 투영함으로써, 스캐너의 주사 정밀도에 대한 의존도를 낮춘, 고속이고 또한 높은 위치 정밀도의 주사형 축소 투영 광학계를 구축하는 것이 가능하다. 특허문헌 2에 있어서는, Nd:YAG 레이저의 빔을 갈바노 미러로 주사하고, fθ 렌즈와 포토마스크를 개재하여 축소 투영함으로써, 낮은 주사 정밀도에 기인하는 도너 기판 상의 조사 에어리어의 위치 어긋남을 보상하는 광학계의 예가 나타내어져 있다.
그러나, 각 기판의 대형화나 한층 더한 고속 처리를 위해서는, 도너 기판 상의 조사 에어리어를 크게 취하여, 단시간에 많은 조사 대상물에 스캔된 레이저광을 축소 투영할 필요가 있다. 즉, 포토마스크 상의 스캔 가능한 조사 에어리어를 크게 취할 필요가 있다. 이 경우, 특허문헌 2에 있어서 이용되고 있는 fθ 렌즈나 축소 투영 렌즈의 구경(口徑)을 크게 할 필요가 있으며, 또한 텔레센트릭인 설계로 하기 위해서는 높은 코스트가 들어 버린다.
또한, 미소 소자 등의 조사 대상물의 극소화나 고밀도화에 대응하기 위해서는, 스캐너의 정밀도 한계를 보상하는 것은 물론, 인접하는 조사 대상물에 간섭하지 않도록 강도 분포의 안정 또한 균일한 극히 작은 조사 에어리어 사이즈의 레이저광이 도너 기판 상에서 필요하다. 게다가, 그와 같은 광학계를 탑재한, 특허문헌 1에 기재한 장치를 대신하는 리프트 장치나 재전사 장치, 불량 제거 장치의 실현도 기대되고 있다.
그래서, 대구경(大口徑)의 고액 fθ 렌즈나 텔레센트릭 축소 투영 렌즈를 이용하는 일 없이, 스캐너의 정밀도 부족을 보충하면서, 균일하고 변동이 없는 에너지 분포를 갖는 미소한 조사 에어리어를 광범위하고 고정밀도이며 또한 고속으로 스캔할 수 있는 주사형 축소 투영 광학계와, 이것을 탑재한 실장용 또는 재전사용의 리프트 장치 등을 저코스트로 제공하고, 또한, 이들을 이용한 그 실시 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제 1 발명은, 기판 상에 복수 배열된 미니 LED 또는 마이크로 LED 등의 미소 소자, 또는 기판 상에 도포 또는 인쇄 등에 의해 부착되어 있는 재료막이나 기능성막 등의 조사 대상물을 향해 멀티 모드의 펄스 레이저광을 조사하여, 조사 대상물에 직접, 또는 기판과 조사 대상물의 사이에 어느 물질을 개재하여 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치에서 이용할 수 있는 주사형 축소 투영 광학계로서, 렌즈 어레이형의 줌 호모지나이저, 1축 이상의 구동축 제어 장치에 의해 주사되는 스캐닝 미러, 포토마스크, 및 적어도 상측(像惻)이 텔레센트릭인 투영 렌즈계를 그 구성 광학 소자로서 갖고, 상기 포토마스크에는 축소 투영되는 소정 형상의 개구가 소정의 피치로 복수 배열되어 있다.
또한, 이 호모지나이저는, 제 1 렌즈 어레이 및 제 2 렌즈 어레이, 그리고 콘덴서 렌즈를 포함하며, 제 2 렌즈 어레이와 콘덴서 렌즈에 의해 무한원 보정 광학계를 구성하는 줌 호모지나이저이고, 상기 포토마스크 상의 1 이상의 인접하는 개구군(開口群)을 커버하는 소정 사이즈의 조사 에어리어를 그 포토마스크 상에 결상하며, 특히, 당해 조사 에어리어의 위치 및 사이즈 그리고 당해 조사 에어리어 내의 에너지 강도 분포의 변동을 보상한다.
「변동을 보상」이란, 예를 들면 발진(發振) 상태의 변동이 레이저광의 빔 포인팅 스테빌리티나 빔 사이즈, 더 나아가서는 빔 단면의 강도 분포에 변동을 초래하는 것이 알려져 있지만, 이 줌 호모지나이저에 의해, 포토마스크 상에 결상된 조사 에어리어 내에 있어서, 그 영향을 회피하는 상태를 말한다. 그 결과로서, 마스크 투영되는 도너 기판 상에 있어서는 지극히 고(高) 균일한 에너지 분포를 가진 미소 에어리어의 결상이 얻어진다.
상기 소정 사이즈는, 상기 개구군의 주변에 인접하는 다른 어느 개구에도 당해 조사 에어리어가 미치지 않는 사이즈이다. 즉, 스캐닝 미러의 주사 정밀도에 의한 포토마스크 상의 조사 위치 정밀도를 고려 후, 만약, 레이저광이 그 인접하는 개구를 통과하여 기판 상의(조사가 의도되어 있지 않은) 조사 대상물에 조사되었다고 한다면, 반응이 야기되어 버리는 역치 이상의 에너지 분포의 경계(바깥 가장자리)가, 그 조사 에어리어에 내포되는 개구군에 인접하는 어느 개구에도 미치지 않는(걸리지 않는) 사이즈이다. 예로서, 도 1에 있어서, 일점 쇄선으로 둘러싸인 조사 에어리어(DP)는, 4개의 개구(61)로 이루어지는 개구군을 커버하는 조사 에어리어의 허용 가능한 최대 사이즈를 예시하고, 점선으로 둘러싸인 작은 조사 에어리어는 하나의 개구를 커버하는 조사 에어리어의 최소 사이즈를 예시한다. 도면 중에서는, 어느 조사 에어리어의 예도, 스캐너의 위치 정밀도에 의한 어긋남을 표현하기 위해 이중으로 도시되어 있다.
예를 들면, 이 도 1에서 나타내는 바와 같이 개구(정방형)가 포토마스크(6) 상에 매트릭스상으로 배열되어 있는 경우에 있어서, 그중 n×n개(n≥1)를 일괄 조사하는 조사 에어리어(정방형)의 소정 사이즈의 한 변(DP)은, 각 개구의 한 변을 Ma, 피치를 Pi, 스캐너에 의한 포토마스크 상에 있어서의 주사 위치 정밀도를 St로 하면, 다음 식의 범위에 있다.
Pi×(n-1)＋Ma＋St ≤ DP ＜ Pi×(n＋1)-Ma-St
이 범위를 넘는 소정 사이즈의 경우, 의도하지 않는 인접하는 개구(의 일부)를 통과한 상기의 역치를 넘은 에너지를 갖는 레이저광이, 동일하게 의도하지 않는 조사 대상물에 축소 투영되어, 반응을 야기해 버릴 가능성이 있다. 개구의 형상이 정방형이 아닌 경우나, n×m개의 일괄 조사에 있어서의 소정 사이즈(DP)의 범위는 설계 사항이다.
매트릭스상으로 배열된 개구를 갖는 포토마스크를 일괄 조사에 이용하는 경우, 포토마스크 상의 개구의 피치(Pi)는, 축소 투영 렌즈의 축소 배율을 1/c로 하면, 리셉터 기판 상으로 리프트 예정인 조사 대상물의 피치의 c배로 고정된다.
또한, 축소 투영 렌즈의 사양에 따라서는, 개구의 수는 도 2와 같은 1 열로 배열된 것부터, 상기의 도 1과 같이 매트릭스상으로 배열된 것까지 다양한 디자인을 선택할 수 있다. 이들은 스캐닝 미러의 주사 가능 범위에도 의존한다.
상기 제 1 렌즈 어레이 및 제 2 렌즈 어레이를 구성하는 렌즈 엘리먼트는, 플라이 아이형으로 한정되지 않고, 원통형, 구면형(球面型)이어도 된다. 따라서, 각 렌즈 어레이가 직교하는 렌즈 엘리먼트의 조합에 의해 구성되는 경우도 있다. 또한, 제 3 렌즈 어레이가 추가된 줌 호모지나이저의 경우도 있다.
제 2 발명은, 제 1 발명에 있어서, 상기 투영 렌즈계가, 상기 콘덴서 렌즈와 포토마스크의 사이에 배치된 필드 렌즈와, 적어도 상측이 텔레센트릭인 축소 투영 렌즈를 포함하는 구성으로 이루어지는 주사형 축소 투영 광학계이다.
여기에서, 필드 렌즈의 사양은, 줌 호모지나이저, 콘덴서 렌즈(3) 및 텔레센트릭 렌즈의 사양에 의거하여 결정하고, 본 발명에 있어서 그 적합한 위치는 도 3에 나타내는 바와 같은 포토마스크(6)의 바로 앞(直前)이다. 이 필드 렌즈(5)의 초점 거리는 줌 호모지나이저로부터의 레이저광(제 2 렌즈 어레이(2)의 렌즈 엘리먼트 수에 상당하는 수의 집광점)이 상측 텔레센트릭 축소 투영 렌즈(8)의 입사동(入射瞳) 위치에 놓인 조리개(7)를 통과할 수 있는 곡률로 설계되어 있다.
제 3 발명은, 제 1 또는 2 발명에 있어서의 상기 스캐닝 미러(4)가 2축의 갈바노 스캐너로 구성되어 있는 주사형 축소 투영 광학계이다. 이것에 의해, 포토마스크(6) 상에 복수 열 배열된 개구를 향해 레이저광의 조사 에어리어를 스캔할 수 있다. 스캐닝 미러의 제어 장치는, 전용의 콘트롤러에 의한 경우나 전용의 보드와 PC의 조합에 의한 경우 등 다양하다. 모두, 펄스 레이저광의 발진 타이밍의 제어로서도 이용할 수 있다.
제 4 발명은, 제 1 내지 3 중 어느 발명에 있어서, 렌즈 어레이를 구성하는 각 렌즈 엘리먼트의 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 개구가 당해 각 렌즈 엘리먼트에 대향하여 배열되어 있는 개구군으로 이루어지는 어레이 마스크를, 제 1 렌즈 어레이의 바로 앞 또는 제 1 렌즈 어레이와 제 2 렌즈 어레이의 사이에 배치한 줌 호모지나이저를 이용한 주사형 축소 투영 광학계이다. 이것에 의해, 포토마스크 상의 개구 형상이 축소 투영된 도너 기판 상에 있어서, 렌즈 엘리먼트 사이의 미광(迷光)에 의한 허상을 없애는 동시에, 안정하고 또한 고(高) 균일한 에너지 분포를 갖는 지극히 미소한 결상이 얻어진다. 또, 렌즈 엘리먼트 형상에 따르지 않고, 포토마스크의 개구 형상 또는 가지런히 맞춘 임의 형상의 미소 결상이 얻어진다.
렌즈 엘리먼트가 원통형인 경우, 가늘고 긴 개구의 어레이 마스크를 조합하여 이용해도 된다. 또한, 어레이 마스크의 위치는, 제 1 렌즈 어레이의 바로 앞 또는 바로 뒤 또는 제 1 렌즈 어레이와 제 2 렌즈 어레이 사이에 위치하는 범위에 있어서, 포토마스크 상의 조사 에어리어를 빔 프로파일러 등으로 확인하면서 결정하는 설계 사항이다. 또한, 렌즈 엘리먼트의 수와 어레이 마스크의 개구군의 수는 일치하고 있지 않아도 된다. 예를 들면, 어레이 마스크의 외주부의 개구 수를 줄임으로써 광학계의 NA를 조정할 수 있다.
상기 소정 사이즈의 일례로서, 플라이 아이형의 제 1 렌즈 어레이의 엘리먼트 사이즈, 또는 제 1 렌즈 어레이의 바로 앞에 배치된 상기 어레이 마스크의 개구의 사이즈를 dA, 제 1 렌즈 어레이의 초점 거리를 f1, 제 2 렌즈 어레이의 초점 거리를 f2, 이들 제 1 및 제 2 렌즈 어레이 사이의 거리를 a(여기에서는 a＝f2)라고 하고, 또, 상기 콘덴서 렌즈의 초점 거리를 fC, 상기 투영 렌즈계를 구성하는 필드 렌즈의 초점 거리를 fF, 이들의 렌즈 간격을 b로 하면, 상기 포토마스크 상에 결상하는 조사 에어리어의 상기 소정 사이즈(DP)는, 다음 식으로 표시된다.
[수학식 1]
그러나, 이 구성에서는, 제 1 렌즈 어레이의 수차(收差)의 영향이나 어레이 마스크에 의한 회절이 발생되어 적합하다고는 할 수 없다. 그래서, 제 1 렌즈 어레이를 광원측으로 이동하고, 어레이 마스크를 제 2 렌즈 어레이의 광원측 초점 위치 부근에 둠으로써, 이러한 문제를 회피한다. 또한, 어레이 마스크에 의해 잘라내어지는 펄스 레이저광의 이용 효율도 높일 수 있다.
제 5 발명은, 제 4 발명에 있어서의 상기 어레이 마스크가, 그 기재(基材)의 면 내에 있어서, 사이즈 또는 형상 또는 개구의 수가 다른 개구군을 바꾸어 사용하는 것을 가능하게 하는 복수 종류의 개구군이 배열되어 있는 주사형 축소 투영 광학계이다.
어레이 마스크의 개구의 수가 제 1 렌즈 어레이의 각 렌즈 엘리먼트의 수보다 적은 경우는, 이형 조명의 기능을 갖는 어레이 마스크가 된다. 이 이형 조명용 개구군과, 렌즈 어레이의 렌즈 엘리먼트와 동수(同數)의 대향하는 개구군이 1장의 기재에 배열되어 있는 어레이 마스크의 예를 도 4에 나타낸다.
제 6 발명은, 제 4 또는 5 발명에 있어서, 상기 어레이 마스크가, 광축 주위에 미소한 회전 조정을 가능하게 하는 θ축을 포함하는 마운트에 설치되어 있는 주사형 축소 투영 광학계이다.
제 2 렌즈 어레이의 각 렌즈 엘리먼트로부터의 출사광이 콘덴서 렌즈에 의해 포토마스크 상에서 서로 겹침으로써 균일성이 높은 결상이 얻어진다. 여기에서, 어레이 마스크와 제 2 렌즈 어레이의 상대(相對) 위치 관계에 있어서, 광축에 수직인 면 내에서의 위치 어긋남은 균일성에 영향을 주지 않는다. 그러나, 광축 주위의 회전 방향(θ)으로 어긋남이 있으면 결상의 윤곽이 희미해져, 다중 결상이 된다. 그 모습을 도 5에 나타낸다(여기에서는 원형의 개구 형상을 갖는 어레이 마스크를 이용하고 있다.). 이와 같은 회전 방향의 어긋남의 영향은, 결상이 작아질수록 커진다.
제 7 발명은, 제 1 내지 6 중 어느 발명에 있어서의 각종 광학 소자가, 엑시머 레이저에 의한 발진 파장에 대응하고 있는 주사형 축소 투영 광학계이다.
제 8 발명은, 기판 상에 위치하는 조사 대상물을 향해 멀티 모드 펄스 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치로서, 레이저 장치로부터 발진하는 멀티 모드 펄스 레이저광을, 제 1 내지 6 중 어느 것에 기재한 주사형 축소 투영 광학계에 의해, 적어도 X축과 Y축의 구동축을 갖는 스테이지에 홀딩된 기판 상에 축소 투영하는 구성의 레이저 가공 장치이다.
여기에서 기판 상에 위치하는 조사 대상물에는, 전술한 불량의 미소 소자나, 회로 기판 상의 기능성 막의 불필요한 부분 등 다양하다. 또, 여기에서의 야기되는 「반응」에는, 기계적 반응, 광학적 반응, 전기적 반응, 자기적 반응, 및 열적 반응을 포함하며, 이들로 한정되지 않는다.
제 9 발명은, 제 8 발명에 있어서, 상기 기판이 그 표면에 상기 조사 대상물이 위치하는 도너 기판이며, 그 조사 대상물을 향해 도너 기판의 이면으로부터 펄스 레이저광을 조사함으로써 조사 대상물을 선택적으로 박리 또는 분리하여, 도너 기판에 대향하는 리셉터 기판 상으로 리프트하기 위한, 실장용 또는 재전사용, 또는 이들 겸용의 레이저 가공 장치이며, 보다 구체적으로는 리프트 장치이다.
또, 상기 스테이지는, 도너 기판을 그 이면이 상기 펄스 레이저광의 입사측이 되는 방향으로 홀딩하는 도너 스테이지이고, 또한, 상기 리셉터 기판을 홀딩하는, X축, Y축, 연직 방향의 Z축, 및 X-Y 평면 내에서 회전하는 θ축을 갖는 리셉터 스테이지를 가지며, 상기 주사형 축소 투영 광학계와 이 도너 스테이지는 제 1 정반에 설치되고, 리셉터 스테이지는 제 2 정반 또는 기초 정반에 설치되며, 또한, 제 1 정반과 제 2 정반은, 각각이 독립하여 기초 정반 상에 설치되어 있는 구조를 특징으로 한다.
여기에서, 조사 대상물을 선택적으로 박리 또는 분리한다란, 조사 대상물이 미소 소자인 경우는, 그 미소 소자 자체를 선택적으로 도너 기판으로부터 박리하는 것을 의미하고, 또, 조사 대상물이, 도너 기판 상에 인쇄 또는 한 장으로 도포된 기능성 막 등인 경우는, 포토마스크 상의 개구를 개재하여 축소 투영된 레이저광의 결상 위치와 사이즈에 상당하는 부분의 기능성 막 등을 선택적으로 박리 또는 분리하는 것을 의미한다. 또한, 이 박리 또는 분리에 있어서는, 소위 어블레이션 프로세스가 개재되지 않는 경우도 포함한다.
또한, 어느 스테이지도, 스텝 앤드 리피트 동작을 행하기 때문에, 즉, 레이저광의 조사 시는 어느 스테이지도 정지하고 있기 때문에, 가이드와의 사이에서 물리적으로 접촉이 있어서 안정되어 있는 롤링 가이드 방식 쪽이, 에어 베어링 방식에 비해, 코스트면도 고려하여 적합하다고 할 수 있다.
한편, 이들 스테이지가 설치되는 제 1 정반, 제 2 정반이나 기초 정반 중 어느 정반도, 그 재질은, 철강, 석재 또는 세라믹재 등의 강성이 높은 부재를 이용할 필요가 있다. 석재로서 바람직하게는, 그라나이트(화강암/어영석(御影石))로 대표되는 석재를 이용한다.
이상의 구성에 의해, 리셉터 기판 상으로 리프트되는 조사 대상물의 위치 정밀도와 그 위치 안정성은, 이들 주사형 축소 투영 광학계와 진동을 배제한 각 기판용 스테이지의 설치 구조에 의해 변동이 억제된 마스크, 축소 투영 렌즈 및 도너 기판 간의 상대적 위치 관계, 및 도너 기판 상의 조사 대상물의 배열 위치 정밀도에 의해 결정된다.
제 10 발명은, 제 9 발명에 있어서, 상기 스캐닝 미러의 제어 장치가, 미리 취득한 상기 도너 기판 상의 조사 대상물의 위치 정보, 및 상기 리셉터 기판 상으로의 리프트 예정 위치의 정보에 의거하여 선택된 포토마스크 상의 개구를 향해, 펄스 레이저의 광축을 주사하는 스캐닝 미러의 제어와 펄스 레이저광의 조사를 제어하는 기능을 포함하는 리프트 장치이다.
특히, 리프트 장치를 재전사 장치로서 이용하는 경우 등, 재전사용 도너 기판 상에 무소자 개소나 불량 소자가 실장되어 있는 불량 개소가 존재할 가능성은 부정할 수 없다. 그래서, 리프트 앞의 리셉터 기판과 리프트 쪽(元)의 도너 기판 각각의 불량 개소의 정보를 토대로 선택된, 리프트되어야 하는 도너 기판 상의 조사 대상물에만 주사형 축소 투영 광학계로부터의 레이저광이 조사되기 위해, 그 선택된 조사 대상물에 서로 마주대하는 포토마스크 상의 개구에 광축이 주사되도록 스캐닝 미러를 제어한다.
제 11 발명은, 제 9 또는 10 발명에 있어서, 상기 도너 스테이지가, 2 이상의 도너 기판을 홀딩할 수 있고, 또한 이들을 바꾸어 사용할 수 있는 리프트 장치이다.
예를 들면, 도전성 페이스트 막이 도포된 제 1 도너 기판에 대해, 본 발명에 관한 주사형 축소 투영 광학계에 의해 축소 투영된 소정 사이즈의 펄스 레이저광을 조사하고, 대향하는 리셉터 기판 상의 위치에 그 사이즈에 상당하는 부분의 도전성 페이스트막을 리프트(페이스트 인쇄)한다. 다음으로, 도너 스테이지의 이동에 의해, 제 1 도너 기판을 제 2 도너 기판(캐리어 기판)으로 바꾸어, 그 캐리어 기판 상의 미소 소자(디바이스)를 리셉터 기판 상의 동일한 위치에 리프트하고, 도전성 페이스트막을 개재하여 이것을 고정시킨다.
제 12 발명은, 제 9 내지 11 발명에 있어서, 상기 도너 스테이지가 제 1 정반의 하면에 매달아 설치(吊設)되어 있는 리프트 장치이다.
도너 스테이지를 구성하는 축의 설치 순서는 설계 사항이지만, 바람직하게는, 수평으로 설치된 제 1 정반의 하면부터, X축, Y축의 순이고, θ축을 포함하는 경우는 그 아래에 매달아 설치한다. 또한, 리셉터 스테이지의 축 구성도 마찬가지로 설계 사항이다.
제 13 발명은, 상기 레이저 장치가 엑시머 레이저 장치인 것을 특징으로 하는, 제 8 발명에 관한 레이저 가공 장치, 또는 제 9 내지 12 중 어느 발명에 관한 리프트 장치이다.
제 14 발명은, 제 9 내지 13 발명 중 어느 것에 기재한, 주사형 축소 투영 광학계를 탑재한 본 발명에 관한 리프트 장치를 이용하여, 도너 기판 상의 조사 대상물을 대향하는 리셉터 기판 상에 실장하기 위한, 또는 재전사를 위한 리프트 방법으로서, 도너 기판 상의 조사 대상물의 위치 정보인 「위치 정보 D」, 및 리셉터 기판 상으로의 조사 대상물의 리프트 예정 위치인 「위치 정보 R」을 미리 취득하는 검사 공정과, 도너 기판 상의 영역을, 소정 사이즈의 「분할 에어리어 D」로 구분하는 분할 공정과, 위치 정보 D 및 위치 정보 R에 의거하여, 리프트하는 분할 에어리어 D 내의 조사 대상물의 위치를 선택하는 선택 공정과, 이 선택된 조사 대상물의 위치에(축소 투영 렌즈를 개재하여) 서로 마주대하는 포토마스크 상의 개구를 통과하여 도너 기판에 조사되는 레이저광에 의해, 분할 에어리어 D 내의 선택된 조사 대상물을, 편의상 이것과 대향하는 리셉터 기판 상의 에어리어로서 정하는 「분할 에어리어 R」을 향해 리프트하는 전사 공정과, 당해 전사 공정 후, 도너 기판과 리셉터 기판을 다음의 리프트 영역으로 이동하는 이동 공정을 포함하고, 이후, 전사 공정과 이동 공정을 반복하며, 리셉터 기판의 리프트 예정인 전(全) 영역을 대상으로 도너 기판 상의 선택된 조사 대상물을 리셉터 기판 상에 실장 또는 재전사를 행하는 리프트 방법이다.
검사 공정에 있어서, 실장되어 있는 조사 대상물의 위치 정보의 취득 방법은 다양하지만, 모든 또는 샘플링에 의한 2 이상의, 개개의 조사 대상물의 화상을 처리함으로써 얻어지는 개개의 중심(重心) 좌표로 하는 등, 설계 사항이다. 또 이들 좌표의 원점 위치의 결정도 설계 사항이다. 위치 정보 D 및/또는 위치 정보 R은, 본 리프트 장치와는 다른 독립한 검사 장치를 이용하여 검사하고, 그 결과를 본 리프트 장치의 제어 장치에 통신 수단을 개재하여 취득해도 되며, 본 리프트 장치에서 도너 기판과 리셉터 기판의 위치 결정(얼라이먼트) 시의 측정 결과를 토대로, 설계상의 수치로부터 산출해도 된다. 또한, 이 검사 공정은, 실장 또는 재전사의 총 택트 타임에도 따르지만, 분할 공정 전에 실시하는 것이 바람직하다.
분할 에어리어 D 내의 선택된 조사 대상물의 위치란, 본 리프트 방법을 실장용으로서 이용하는 경우, 대향하는 분할 에어리어 R 내의 리프트 예정 위치에 서로 마주대하는 모든 도너 기판 상의 조사 대상물(단, 불량 개소를 제외한다.)의 위치이며, 재전사용으로서 이용하는 경우, 리셉터 기판 상의 불량 개소(무소자 개소)에 서로 마주대하는 도너 기판 상의 조사 대상물(단, 불량 개소(무소자 개소)를 제외한다.)의 위치이다.
전사 공정에 있어서는, 스캐닝 미러의 주사를 멈추지 않고, 그 선택된 조사 대상물의 위치에 광축이 주사된 시각(時刻)과 동기(同期)하여 펄스 레이저광을 발진시키는 경우와, 주사와 정지를 반복하는 경우 모두 포함한다.
또한, 위치 정보 D에는, 도너 기판에 정상적으로 실장된, 조사 대상물로서의 미소 소자 또는 정상적으로 박리나 분리가 가능한 조사 대상물의 위치 좌표는 물론, 불량 또는 결손되어 있다고 식별되는 조사 대상물의 위치 좌표도(이상 위치 정보로서) 포함할 수 있다. 본 리프트 방법을 재전사용으로서 이용하는 경우에 있어서의 위치 정보 R도 마찬가지이다.
분할 에어리어 D의 최대 사이즈는, 본 리프트 장치에 탑재되는 주사형 축소 투영 광학계를 구성하는 축소 투영 렌즈에 의존한다. 특히 텔레센트릭 축소 투영 렌즈는, 그 제조 코스트를 감안하여 개구 수와 배율이 제한되기 때문에, 이들 사양에 따라서는 1회의 주사에 의해 리프트 가능한 포토마스크 상의, 나아가서는 도너 기판 상의 영역은 제한된다.
본 리프트 방법에 있어서는, 본 리프트 장치가 실장용으로서 이용되는지, 재전사용으로서 이용되는지에 따르지 않고, 도너 기판의 영역에 상기의 분할 에어리어 D를 설정하고, 도너 기판과 리셉터 기판을, 이들을 홀딩하는 각 스테이지의 스텝 앤드 리피트 동작에 의해 이동하고, 이들 스테이지의 정지 시에 진동을 회피하여 정밀도 좋게 리프트한다.
제 15 발명은, 제 14 발명에 있어서, 도너 기판 상의 조사 대상물의 설계상의 실장 피치가, 본 리프트 방법을 실장용으로서 이용하는 경우에는, 위치 정보 R로부터 산출되는 설계상의 실장 피치에 대해, 또는 재전사용으로서 이용하는 경우에는, 이미 실장되어 있는 리셉터 기판 상의 조사 대상물에 대한 설계상의 실장 피치에 대해, 1배, 1/2배, 1/3배,,,가 되는 바와 같은, 1 이상의 정수분(整數分)의 1배인 경우의 리프트 방법이다.
또한, 리셉터 기판 상에 있어서의 리프트 예정 위치가 X×Y의 매트릭스상의 배열인 경우는, 대향하는 동일 사이즈의 도너 기판 상의 실장 피치가, X 열에 있어서 1/n배, Y 열에 있어서 1/m배(n과 m은 1 이상의 다른 정수)인 경우도 포함하는 것으로 한다.
제 16 발명에서는, 우선, 검사 공정에서 취득한 위치 정보 D로부터 산출되는 도너 기판 상의 조사 대상물의 현실의 실장 피치와, 동일하게 위치 정보 R로부터 산출되는 리셉터 기판 상의 실장 피치 사이에, (도너 기판 상의 실장 밀도와의 차이를 고려 후,) 기판 간에 있어서 오차가 있는 경우를 상정한다. 이 리셉터 기판 상의 실장 피치는, 본 리프트 방법을 실장용으로 이용하는 경우, 조사 대상물의 리프트 예정 위치(설계상의 위치)로부터 산출되고, 재전사용으로 이용하는 경우, 이미 실장되어 있는 조사 대상물의 현실의 실장 피치이다.
도너 기판의 제조 공정에 비추어, 도너 기판 상에 불량 소자나 무소자 개소가 존재하지 않는 도너 기판이어도, 실장되어 있는 조사 대상물의 현실의 실장 피치는, 설계상의 실장 피치에 대해 오차(δPi)를 갖는 경우가 있다. 그리고, 이 오차가, 동일 기판 상의 장소에 의해 경향적으로 변동하는 경우는 없다고 하더라도, 도너 기판의 제조 로트 사이, 나아가서는 도너 기판 사이에서 차이가 있는(오차를 갖고 있는) 경우가 상정될 수 있기 때문이다. 이 경우, 분할 에어리어 D에 내포되는 조사 대상물의 수에 따라 오차 δPi가 누적된다.
그래서, 제 16 발명은, 제 15 발명의 이동 공정에 있어서의 각 기판의 이동량을, 이 「누적 오차량」을 상쇄하는 이동량으로 하는 리프트 방법이다.
제 16 발명에 있어서, 오차(δPi)가 일정 이상의 크기를 갖는 도너 기판을 이용하여 분할 에어리어 D 내의 조사 대상물을 리프트하고자 하는 경우, 그 에어리어 내의 조사 대상물의 위치(기준이 되는 위치에서부터의 조사 대상물의 수)에 따라서는, 그곳에서의 누적 오차량이 리프트 위치 정밀도상, 허용 범위를 넘는 경우가 있다. 리셉터 기판 상의 리프트 예정 위치와 리프트되는 도너 기판 상의 조사 대상물의 위치의 어긋남은 물론이거니와, 포토마스크 상의 개구를 통과한 레이저광이 도너 기판 상에서 결상할 예정 위치와, 그 조사를 받아야 하는 조사 대상물의 위치와의 어긋남은, 도너 기판 상의 조사 대상물의 실장 밀도가 높아 피치가 좁은 경우, 특히 문제가 된다.
그래서, 제 17 발명에 있어서는, 도너 기판 상의 인접하는 조사 대상물의 간격을 상한으로 하고, 또한, 도너 기판 상의 조사 대상물을 향해 조사되는 레이저광의 조사 사이즈와 조사 대상물의 사이즈의 차, 및 그들의 위치 어긋남이 리프트 위치 정밀도에 미치는 영향을 고려 후, 허용할 수 있는 누적 오차량의 범위를 정하고, 분할 에어리어 D 내에 있어서의 누적 오차량이 최대가 되는 위치(예를 들면 좌상단을 기준으로 한 경우에 있어서의 우하단)에 있어서, 이 허용 범위를 넘는 경우, 제 16 발명의 분할 공정에 있어서의 분할 에어리어 D의 사이즈를, 그 허용 범위 이내로 그 위치에 있어서의 누적 오차량이 들어가는 사이즈로까지 더욱 축소한 「수정 분할 에어리어 D」로 한다.
그리고, 그 수정 분할 에어리어 D 내의 선택된 조사 대상물을, 대향하는 리셉터 기판 상의 동일하게 편의상 동 사이즈로서 정한 「수정 분할 에어리어 R」 내에 실장 또는 재전사한다. 그 후, 다음의 수정 분할 에어리어 R로의 리프트를 위해 도너 기판과 리셉터 기판을 스테이지에 의해 이동하는 이동 공정을 실시한다. 그때, 상기 누적 오차량을 상쇄하도록 각 스테이지의 이동량을 조정한다.
또한, 이 누적 오차량의 허용 범위를 정할 시에, 하나의 분할 에어리어 D 내에 있어서, 전술의 최대치를 넘는 누적 오차량이 발생하지 않는 경우라도, 리셉터 기판 전체에 대해 도너 기판 상의(또는 리셉터 기판 상의) 설계상의 피치에 따라 이동 공정을 거듭한 결과, 그 최대치를 넘는 경우가 있는 것을 상정하여, 또는 미리 시뮬레이션하여, 이 허용 범위(수정 분할 에어리어 D의 사이즈)를 정하면 된다.
제 18 발명은, 제 17 발명에 있어서, 위치 정보 D, 위치 정보 R, 상기 분할 에어리어 D의 사이즈, 및 상기 허용 범위를 파라미터로 하여, 시뮬레이션 프로그램에 의해, 리셉터 기판 전역의 실장 또는 재전사에 요하는 시간이 최단이 되도록 상기 수정 분할 에어리어 D의 사이즈, 각 스테이지의 이동량의 조합, 및 각 공정의 실시 순서를 결정하여 행하는 리프트 방법이다.
대구경의 fθ 렌즈나 텔레센트릭 투영 렌즈를 이용하는 일 없이, 스캐닝 미러의 주사 정밀도 부족을 보충하면서, 균일하고 변동이 없는 에너지 분포를 갖는 미소하고 또한 안정된 조사 에어리어를 포토마스크 상에 배열된 개구를 향해 고속 스캔하여, 조사 대상물 상에 고균일 또한 고정밀도로 축소 투영하는 주사형 축소 광학계와, 이것을 탑재한 불량 제거 장치나, 실장용 또는 재전사용의 리프트 장치를 저비용으로 실현한다.
도 1은 매트릭스상으로 개구가 배열된 포토마스크의 모습을 예시한 개념도이다.
도 2는 일렬로 개구가 배열된 포토마스크의 모습을 예시한 개념도이다.
도 3은 주사형 축소 투영 광학계의 구성 소자를 배치한 모습을 예시한 개념도(어레이 마스크 없음)이다.
도 4는 복수의 개구군이 배열되어 있는 어레이 마스크의 모습을 예시한 개략도이다.
도 5는 포토마스크 상의(θ축 어긋남) 조사 에어리어의 빔 프로파일러 화상이다.
도 6a는 주사형 축소 투영 광학계를 탑재한 리프트 장치의 개략 개념도(입체)이다.
도 6b는 주사형 축소 투영 광학계를 탑재한 리프트 장치의 개략 개념도이다.
도 7은 줌 호모지나이저의 소자 구성의 개념도이다.
도 8a는 어레이 마스크의 개념도이다.
도 8b는 어레이 마스크의 사진이다.
도 9는 줌 호모지나이저로부터 도너 기판에 걸친 각 광학 소자의 배치에 관한 개념도이다.
도 10a는 직사각형 어레이 마스크 삽입 시의 포토마스크 상의 결상 상태를 나타내는 빔 프로파일 화상이다.
도 10b는 원형 어레이 마스크 삽입 시의 포토마스크 상의 결상 상태를 나타내는 빔 프로파일 화상이다.
도 11은 실시예 1에 이용한 포토마스크의 개념도이다.
도 12는 도너 기판 상에 축소 투영된 레이저광의 빔 프로파일 화상이다.
도 13은 도너 기판의 유효한 에어리어 전체에 미소 소자가 실장되어 있는 에어리어의 모습의 개념도이다.
도 14는 6인치의 도너 기판 상의 영역을 27의 분할 에어리어로 구분한 모습의 개념도이다.
도 15는 도너 기판 상의 위치와 누적 오차량의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 16은 불량 위치 정보 D와 불량 위치 정보 R의 중복하는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 17은 서로 마주대하는 각 기판의 분할 에어리어마다, 대향시켜 리프트하는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 18은 서로 마주대하지 않는 각 기판 분할 에어리어마다, 대향시켜 리프트하는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 2는 일렬로 개구가 배열된 포토마스크의 모습을 예시한 개념도이다.
도 3은 주사형 축소 투영 광학계의 구성 소자를 배치한 모습을 예시한 개념도(어레이 마스크 없음)이다.
도 4는 복수의 개구군이 배열되어 있는 어레이 마스크의 모습을 예시한 개략도이다.
도 5는 포토마스크 상의(θ축 어긋남) 조사 에어리어의 빔 프로파일러 화상이다.
도 6a는 주사형 축소 투영 광학계를 탑재한 리프트 장치의 개략 개념도(입체)이다.
도 6b는 주사형 축소 투영 광학계를 탑재한 리프트 장치의 개략 개념도이다.
도 7은 줌 호모지나이저의 소자 구성의 개념도이다.
도 8a는 어레이 마스크의 개념도이다.
도 8b는 어레이 마스크의 사진이다.
도 9는 줌 호모지나이저로부터 도너 기판에 걸친 각 광학 소자의 배치에 관한 개념도이다.
도 10a는 직사각형 어레이 마스크 삽입 시의 포토마스크 상의 결상 상태를 나타내는 빔 프로파일 화상이다.
도 10b는 원형 어레이 마스크 삽입 시의 포토마스크 상의 결상 상태를 나타내는 빔 프로파일 화상이다.
도 11은 실시예 1에 이용한 포토마스크의 개념도이다.
도 12는 도너 기판 상에 축소 투영된 레이저광의 빔 프로파일 화상이다.
도 13은 도너 기판의 유효한 에어리어 전체에 미소 소자가 실장되어 있는 에어리어의 모습의 개념도이다.
도 14는 6인치의 도너 기판 상의 영역을 27의 분할 에어리어로 구분한 모습의 개념도이다.
도 15는 도너 기판 상의 위치와 누적 오차량의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 16은 불량 위치 정보 D와 불량 위치 정보 R의 중복하는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 17은 서로 마주대하는 각 기판의 분할 에어리어마다, 대향시켜 리프트하는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 18은 서로 마주대하지 않는 각 기판 분할 에어리어마다, 대향시켜 리프트하는 모습을 나타내는 개념도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서, 구체적인 예와 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 편의상 앞서 게시한 개념도 등을 이용하는 경우도 있다.
실시예 1
본 실시예 1에 있어서는, 사이즈가 6인치인 도너 기판 상에, 매트릭스상으로 불량 없이 배열된 사이즈가 30×60[㎛](X축×Y축)의 미소 소자(마이크로 LED 소자)인 조사 대상물을, 동일 사이즈의 리셉터 기판에 대해, 222×225개의 합계 49950개 매트릭스상으로 실장하는 리프트 장치의 실시예를 나타낸다. 리셉터 기판 상에 실장되는 이 약 5만개의 미소 소자에 요구되는 리프트 위치 정밀도는 ±2[㎛]이고, 각 축 방향의 피치는 450[㎛]이다. 또한, 도너 기판 상에는, 리셉터 기판에 리프트 예정 위치의 실장 피치에 대해, 1/2배의 피치로 미소 소자가 불량 없이(무소자 개소 없이) 배열되고, 그 총수는 약 20만개이다. 그리고, 인접하는 미소 소자와의 거리(간격)는 X: 195[㎛], Y: 165[㎛]이다. 본 실시예에 있어서는 간단하게 하기 위해, 리셉터 기판 사이즈를 도너 기판과 동 사이즈로 하고, 미소 소자의 배열 피치는 X축, Y축 모두 동일하게 했지만, 모두 설계 사항이다.
먼저, 본 발명의 실시에 관한 리프트 장치의 외관의 일례를 도 6a에 나타낸다. 이 외관도의 구성은, 55인치 사이즈 이상의 리셉터 기판에 대응 가능하다. 또, 주요 구성 부위의 배치의 개념도를 도 6b에 나타낸다. 또한, 도 6b에 있어서는 레이저 장치, 각종 제어 장치, 그 외 각 광학 소자의 마운트 등의 도시는 생략하고, X축, Y축 및 Z축 방향은 도면 중에 나타냈다. 제 1 정반(G11, G12) 및 제 2 정반(G2)에는 모두 그라나이트를 이용한 석정반으로 했다. 그리고, 기초 정반(G)으로는 강성이 높은 철을 이용했다.
또, 각 정반 간이나 각 정반과 각 스테이지의 사이에는, 그 설치 각도(직교/평행)를 미(微)조정하기 위한 회전 조정 기구를 갖고 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상술의 특허문헌 1에 기재한 회전 조정 기구가 적합하다. 또한, 각 기판의 위치를 모니터하는 고배율 카메라가 그 기판을 홀딩하는 스테이지 등의 진동 계통과는 다른 부위에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시예 1에 있어서 이용하는 레이저 장치는, 발진 파장을 248[nm]로 하는 엑시머 레이저이다. 출사하는 레이저광의 공간적 분포는, 대체로 8×24[mm]이고, 빔 확산각은 1×3[mrad]이다. 모두 (세로×가로)의 표기이고, 수치는 FWHM이다. 또한, 엑시머 레이저의 사양은 다양하며, 출력의 차이, 반복 주파수의 차이, 빔 사이즈의 차이, 빔 확산각의 차이 등은 물론, 출사하는 레이저광이 세로로 긴(상기 세로와 가로를 역전한 것.) 것도 존재하지만, 광학계의 추가, 생략 또는 설계 변경에 의해, 본 실시예에 있어서 이용할 수 있는 엑시머 레이저는 많이 존재한다. 또, 레이저 장치는, 그 크기에도 따르지만, 일반적으로 리프트 장치의 스테이지군이 설치되는 기초와는 다른 정반의 위에 설치되는 경우도 있다.
엑시머 레이저로부터의 출사광은 텔레스코프 광학계에 입사하여, 그 앞의 줌 호모지나이저로 전파한다. 여기에서, 줌 호모지나이저는, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 그 광축이 X축을 따르도록 제 1 정반(G11) 상에 배치되어 있다. 그리고, 이 줌 호모지나이저에 입사하기 직전에 있어서의 레이저광은, 대체로 평행광이 되도록 텔레스코프 광학계에 의해 조정되어 있으며, 줌 호모지나이저의 위치에 따르지 않고, 대체로 동일 사이즈로 X축을 따라 이것에 입사한다. 본 실시예에 있어서는, 그 사이즈는, 대체로 25×25[mm](Z×Y)이다.
본 실시예에 있어서의 줌 호모지나이저를 구성하는 각 렌즈 어레이(1, 2)는, 도 7에 나타내는 개념도에 나타내는 바와 같이, 광축에 대해 수직인 Y-Z면 내에서 2장 한 쌍의 1축 실린드리컬 렌즈 어레이를 직각으로 조합한 것이다. 레이저광은, 초단(初段)의 쌍의 제 1 렌즈 어레이(1)에 입사하고, 집광하면서 후단(後段)의 제 2 렌즈 어레이(2)의 광원측 초점 위치 부근에 놓여진 어레이 마스크(10)를 통과하여, 제 2 렌즈 어레이(2), 콘덴서 렌즈(3)의 순으로 전파한다.
본 실시예 1에 있어서는, 어레이 마스크로서, 0.75[mm] 평방(角)의 개구가 매트릭스상으로 배열되어 있는 것을 이용했다. 그 개념도를 도 8a에 나타낸다. 이 개념도에 있어서는, 렌즈 어레이와의 서로 마주대하는 모습을 나타내기 위해, 플라이 아이형의 렌즈 어레이(1)의 바로 앞에 배치된 어레이 마스크(10)와 그 개구(101)의 위치 관계를 개념도로 나타내고 있다. 본 실시예에서 이용한 어레이 마스크의 모습은 도 8b에 나타낸다.
줌 호모지나이저부터 도너 기판에 걸친 각 광학 소자의 배치에 대해, 그 개념도를 도 9에 나타낸다. 상세한 배치 위치에 대해서는 설계 사항이다. 상기 줌 호모지나이저로부터 출사한 레이저광은, 2축 구성의 스캐닝 미러(4)와 그 제어 장치에 의해 주사되고, 필드 렌즈(5)로 전파하여, 포토마스크(6) 상에 있어서 결상한다.
포토마스크(6) 상에 있어서의 결상면은, 어레이 마스크(10)의 개구(101)를 물체면으로 하여, 제 2 렌즈 어레이(2)와 콘덴서 렌즈(3)에 의해 구성되는 무한원 보정 광학계의 상면(像面)이다.
레이저광은, 스캐닝 미러(4)에 의해 주사되고, 그 포토마스크(6) 상의 선택된 하나의 개구(61)를 향해 전파되어, 소정 사이즈의 조사 에어리어에서 결상한다. 도 10a는 그 빔 프로파일 화상이다. 이 소정 사이즈는, 선택되어 있지 않은 인접하는 포토마스크 상의 개구를 개재하여 의도하고 있지 않은 조사 대상물에 조사되면 반응이 야기되어 버리는 역치 이상을 갖는 에너지 분포의 경계(바깥 둘레·바깥 가장자리)이며, 본 실시예에 있어서는 대체로 1[mm](FWHM)이다. 또한, 도 10b는, 어레이 마스크(10)의 개구 형상이 원형인 것을 이용한 경우의, 동일하게 포토마스크(6) 상의 빔 프로파일이다.
본 실시예 1에 있어서의 포토마스크(6)로는, 합성 석영판에 크롬 도금으로 패턴이 묘화된(입혀진) 것을 이용한다. 도 11에 그 개념도를 나타낸다. 레이저광은, 크롬 도금이 입혀져 있지 않은 하얗게 나타내어진 창 부분(61)을 통과하고, 크롬 도금이 입혀져 있는 유색 부분(62)에서 차단된다. 개구의 사이즈는 60×100[㎛]이고, 이것이 X축 방향으로 피치 600[㎛] 간격으로 74 개구, Y축 방향으로 동일한 피치로 25 개구, 합계 1850개 배치되어 있다. 또, 크롬 도금을 입히는 면은, 레이저광의 출사측이며, 한편, 입사측에는 248[nm]용의 반사 방지막을 입히고 있다. 또한, 크롬 도금을 대신하여, 알루미늄 증착이나 유전체 다층막을 이용할 수도 있다.
또한, 포토마스크(6) 및 어레이 마스크(10)는 각각 전용의 마운트(도시 생략)에 고정되어 있고, 이 마운트는, X축, Y축, Z축 방향으로 각각 이동하는 W축, U축, V축, 및 YZ면 내의(광축 주위의) 회전축인 R축(θ축), V축에 대한 기울기를 조정하는 TV축 및 U축에 대한 기울기를 조정하는 TU축의 합계 6축 조정 기구를 갖는다.
또한, 줌 호모지나이저를 통과하는 레이저광(광축)은, 스캐닝 미러(4)에 의해 포토마스크 상의 개구부를 고속으로 주사되고, 엑시머 레이저 장치는, 그 광축이 각 개구의 위치에 주사된 타이밍에 동기하여 펄스 발진하고 있다.
포토마스크 패턴을 통과한 레이저광은, 조리개(7)를 거쳐 3/4의 축소 배율을 갖는 상측 텔레센트릭 투영 렌즈(8)로 전파되고, 다음으로 도너 기판(91)을 향해 그 이면으로부터 표면(하면)의 사이즈가 30×60[㎛](X×Y)인 미소 소자가 실장되어 있는 위치로 축소 투영된다. 도 12는 그 투영된 레이저광의 빔 프로파일 화상이다. 주사되는 레이저광의 조사를 받은 도너 기판 상의 미소 소자는, 피치 450[㎛]로 차례차례로 대향하는 리셉터 기판 상에 매트릭스상으로 리프트되어, 실장된다.
리프트된 30×60[㎛]의 조사 대상물의 수는, 포토마스크 상의 전술의 74×25 개구에 상당하는 수이고, 그 리프트 범위는 약 33×11[mm]이다.
또한, 축소 투영 렌즈(8)는 상측 텔레센트릭이고, 이것을 홀딩하는 Z축 구동의 스테이지 등에 의한 조정 외, 도너 기판의 Z축 방향의 조정 기능(Z축 스테이지(Zd))을 추가하여, 광 흡수층에의 결상을 서포트하는 구성으로 할 수도 있다. 그러나, 도너 스테이지에의 가중 부하가 증가함에 따른 리프트 위치 정밀도의 저하를 고려할 필요가 있다.
또, 도너 기판 표면과 광 흡수층 등의 경계면에 있어서의 결상 위치의 조정 시에는, 마스크면과 축소 투영 렌즈에 대해 공액(共役)의 관계에 있는 평면을 촬상면에 갖는 공(共)초점 빔 프로파일러(BP)를 이용한 리얼타임 모니터가 유효하다. 본 실시예 1에 있어서는, 도너 기판 표면과 미소 소자와의 경계면에 축소 투영되는 레이저광의 공간적 강도 분포를, 리얼타임 또한 고분해능으로 모니터한다.
포토마스크(6) 상의 모든 개구를 향해 레이저광을 주사하고, 결상 위치가 조정된 도너 기판 상에 배열된 미소 소자를 향해, 레이저광을 순차 조사한다. 이것에 의해, 포토마스크 상의 개구 수에 상당하는 1850개의 미소 소자가, 리셉터 기판 상의 동 수(同數)의 리프트 예정 위치에 실장된다. 또한, 이 1850개소의 리프트 영역은, 리셉터 기판을 X축 방향으로 3분할(A∼C), Y축 방향으로 9분할(1∼9), 합계 27분할(A1∼A9, B1∼B9, C1∼C9)했을 때의 하나의 에어리어에 상당한다. 그 사이즈는, 스캐닝 미러의 주사 각과 축소 투영 렌즈의 개구경(開口徑)에 의해 정해지는 약 33×11[mm]이다. 이 하나의 에어리어에 대한 리프트가 완료된 후, 도너 기판과 리셉터 기판을 다음의 리프트 에어리어로 이동한다. 예를 들면, X축 방향으로 33.3[mm], Y축 방향으로 11.25[mm]의 이동이다. 그 후, 다시 1850개소의 리프트를 행하고, 이후는 리프트 예정 위치 전체에 이것을 반복하여, 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로의 49950개의 미소 소자의 실장이 완료된다. 도너 기판 상에는, 전술한 바와 같이, 리셉터 기판 상으로의 리프트 예정 위치의 피치의 1/2배의 고밀도로 미소 소자가 불량 없이 실장되어 있기 때문에, 1장의 도너 기판에 의해, 4장의 리셉터 기판에의 실장을 행할 수 있다.
또한, 레이저광의 도너 기판 상에의 각 개구의 결상 사이즈와 그 에너지 밀도의 관계에 의해, 포토마스크 상에의 레이저광의 조사 에어리어의 소정 사이즈(DP)를, 예를 들면 도 1에 있어서 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이 4개의 개구를 일괄하여 조사할 수 있는 사이즈로 할 수 있는 경우, 실장에 걸리는 시간을 약 1/4로 할 수 있다.
또, 도 13에 나타내는 바와 같이, 도너 기판의 형상이 웨이퍼 형상이고, 또한 그 유효한 에어리어 전체에 미소 소자가 실장되어 있는 것을 이용하는 경우 등은, 그 미소 소자의 실장 에어리어를 따른 리프트 에어리어(도면 중, 사선으로 나타내는 에어리어.)를 설정하고, 스캐닝 미러의 주사 범위를 이것에 맞추어 주사함으로써, 구석구석에 위치하는 미소 소자의 리프트를 행할 수도 있다.
이상이, 도너 기판 상의 미소 소자를 대향하는 리셉터 기판 상에 실장하는 리프트 장치, 및 실장 방법의 구체예이다.
실시예 2
본 실시예 2에 있어서는, 전사 불량이 없다고 한다면, 495×495＝245025개의 40[㎛] 평방의 미소 소자가, 인접하는 소자와 200[㎛]의 피치로 매트릭스상으로 실장되어 있는 수정 대상의 6인치의 리셉터 기판(이하, 본 실시예 2에 있어서 단지 「리셉터 기판」이라고 한다.)의 약 1％에 상당하는 불량 개소로의 재전사에 의한 수정 예를 본 발명에 관한 수정용 리프트 장치를 이용하여 나타낸다. 또, 리셉터 기판과 마찬가지로, 6인치의 수정용 도너 기판(이하, 본 실시예에 있어서 단지 「도너 기판」이라고 한다.) 상에 배열되어 있는 재전사(수정)에 이용되는 미소 소자도 약 1％에 이르는 무소자 개소(와 불량 개소)가 분포하고 있는 것으로 한다. 또한, 본 실시예 2에 있어서의 도너 기판 상에는, 리셉터 기판 상에 실장되어 있는 미소 소자의 설계상의 실장 피치에 대해, 설계상 1/4배의 피치인 50[㎛]로 미소 소자가 배열되고, 그 총수는 390만 이상이다. 따라서 인접하는 미소 소자와의 간격은 10[㎛]이다. 그 외, 본 실시예 2의 리프트 장치에 탑재되는 주사형 축소 투영 광학계의 구성 개략이나 장치의 구조는 실시예 1과 마찬가지이지만, 각 광학 소자의 사양이나 그 배치 위치, 및 이들에 의해 정해지는 빔 프로파일 형상은 설계 사항이다.
본 실시예 2에 있어서의 포토마스크(6) 상에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 축소 투영 렌즈(8)의 배율(1/4배)과 미소 소자 사이즈(40[㎛] 평방)에 따라 정해지는 형상보다도 한 단계 큰 200[㎛] 평방의 개구(Ma)가, 800[㎛] 피치(Pi)로 165개×55개의 매트릭스로 배열되어 있다. 이 배열은 리셉터 기판에 실장되어 있는 미소 소자의 배열에 대응하고 있다. 주사형 축소 투영 광학계에 의해 이 포토마스크 상에 결상하는 조사 에어리어의 사이즈는, 본 실시예 1과 마찬가지의 약 1[mm] 평방이며, 포토마스크 상에 있어서 인접하는 개구에 간섭하는 일 없이 조사할 수 있는 사이즈이다. 이 개구를 통과한 레이저광은 상측 텔레센트릭 축소 투영 렌즈(8)를 개재하여 도너 기판(9) 상의 재전사(수정)에 이용되는 미소 소자를 향해 결상한다.
스캐닝 미러(4)의 동작과 동기하여 펄스 발진한 상기 조사 에어리어 사이즈를 갖는 엑시머 레이저광은, 포토마스크(6) 상의 200[㎛] 평방의 개구에 조사된다. 이 개구를 통과한 레이저광은, 1/4배의 축소 배율의 상측 텔레센트릭 투영 렌즈(8)를 통과하여, 도너 기판의 이면으로부터, 이것에 배열된 미소 소자를 향해, 10[㎛]의 간격으로 인접하는 미소 소자에 간섭하는 일 없이 조사된다. 본 실시예에 있어서, 조사된 펄스 레이저광은 이 미소 소자 사이즈보다 한 단계 큰 50[㎛] 평방으로 도너 기판의 표면(하면)에서 결상하여, 반응을 야기해, 그 위치에 있는 미소 소자를 리셉터 기판 상의 무소자 개소를 향해 리프트한다.
이하, 각 공정으로 나누어 구체적인 재전사(수정)를 위한 리프트 방법을 나타낸다.
(1) 검사 공정
도너 기판 상 및 리셉터 기판 상에 실장되어 있는 미소 소자의 위치 정보로서, 설계상의 위치 정보와 화상 처리로부터 얻은 현실의 실장 위치를 취득한다. 구체적인 좌표는, 미소 소자의 형상으로부터 얻어지는 중심 위치로 하고, 좌표 원점은 기판의 오리엔테이션 플랫의 위치를 참조하여 결정했다. 여기에서는, 도너 기판 상의 위치 정보를 「위치 정보 D」, 리셉터 기판 상의 위치 정보를 「위치 정보 R」로 했다.
위치 정보 D는, 재전사에 이용해서는 안 되는 불량으로 인정되는 미소 소자, 및 원래 실장되어 있지 않은 무소자 개소를 포함한다. 그들의 위치 좌표는, 인접하는 미소 소자로부터 산출되어, 「불량 위치 정보 D」로서 취득된다. 위치 정보 R에 있어서의 「불량 위치 정보 R」도 마찬가지이다.
또, 본 실시예에 있어서, 도너 기판 상에 배열된 미소 소자의 설계상의 피치는, 리셉터 기판 상에 실장되어 있는 미소 소자의 설계상의 피치의 1/4배이고, 그 현실의 피치는, 도너 기판 간, 더 나아가서는 리셉터 기판과의 사이에서 오차를 갖는다. 그래서, 이 오차를 위치 정보 D와 R로부터 산출해 둔다. 본 실시예에 있어서는 간단하게 하기 위해, 위치 정보 R은 설계상의 피치로 하고, 그 피치에 대한 도너 기판의 피치의 오차 δPi의 값은 ＋0.0075[㎛]이다.
(2) 분할 공정
6인치의 도너 기판 상의 영역을 실시예 1과 마찬가지로 27의 분할 에어리어(「분할 에어리어 D」)로 구분한다. 도 14에 나타내는 바와 같이 각 에어리어는, 33×11[mm]이고, 각 분할 에어리어는 편의상 A1∼A9, B1∼B9, C1∼C9로서 도면 중에 나타낸다. 리셉터 기판도 마찬가지로 27의 「분할 에어리어 R」로서 구분하고, 리프트는 대향시키는 분할 에어리어 사이에서 행하여진다.
또한, 이 분할 에어리어 D의 사이즈는, 실시예 1과 마찬가지로, 축소 투영 렌즈의 유효한 개구경, 그 외의 사양에 의해 제한되는 포토마스크의 사이즈와, 동일하게 축소 투영 배율에 따라 결정되는 설계 사항이다.
여기에서, 분할 에어리어 D에 내포되는 조사 대상물의 장축(X축) 방향의 수 660(-1)개에 대해, 전술의 오차 δPi를 곱하여 얻어지는 누적 오차량으로서 허용할 수 있는 범위를 ±5[㎛]로 설정했다.
이 허용 범위는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 분할 에어리어 D(일점쇄선)의 좌상단을 위치 맞춤의 기준으로 하는 경우, 포토마스크 상(6)의 개구(61)를 통과한 레이저광이 도너 기판 상의 40[㎛] 평방의 미소 소자 상에서 결상하는 사이즈인 50[㎛] 평방(도면 중의 파선)이, 누적 오차량이 최대가 되는 우단(右端)의 위치에 있는 미소 소자(실선)의 전면(全面)을 조사할 수 있는 한계를 토대로, 임의로 설정한 것이다. 또한, 도면 중의 이점쇄선의 40[㎛] 평방은 설계상의 도너 기판 상의 미소 소자의 실장 위치이며, 파선의 결상 사이즈에 대해, 중앙에 위치하고 있다. 본 실시예에 있어서는, 분할 에어리어 D 내에 실장되어 있는 어느 미소 소자도, 그곳에서의 설계상의 위치에 대해, 누적 오차량이 상기 허용 범위 내(659×0.0075≒4.94)에 있으므로, 이 분할 공정에 있어서, 축소된 「수정 분할 에어리어 D」를 설정할 필요는 없다.
(3) 선택 공정
분할 에어리어 D에 대향하는 동 사이즈의 분할 에어리어 R에 대해, 그 분할 에어리어 R에 실장되어 있는 9075개의 미소 소자의 약 1％에 해당하는 무소자 개소(약 91개소의 불량 위치 정보 R)를 향해, 분할 에어리어 D 내에 배열되어 있는 미소 소자 중, 이것과 대향하는 위치에 있는 미소 소자를, 선택적으로, 1대 1로 리프트한다.
그러나, 분할 에어리어 D 내에도 실장되어 있는 미소 소자(660×220＝145200개) 중, 약 1％에 해당하는 1452개의 불량 소자가 존재하고, 이들(불량 위치 정보 D)은 불량 위치 정보 R과 중복될 가능성이 있다. 도 16에 그 모습을 나타낸다. 여기에서는, 도너 기판 너머로 리셉터 기판을 관찰하고 있는 이미지이다. 도너 기판 상에 배열되어 있는 미소 소자의 배열의 일부의 에어리어가 나타내어져 있다. 이 도면에서는, 분할 에어리어 A1 중 파선으로 둘러싸인 왼쪽 위의 부근을 확대하여 나타내고 있으며, 이 에어리어 내에 위치하는 도너 기판 상의 미소 소자의 배열의 모습이 도시되어 있다.
여기에서는, 미리 제거 공정에 의해 리셉터 기판으로부터 불량 소자가 제거된 무소자 개소의 위치를, 편의상, 아웃트라인만 있는 사각형(Mr)으로 나타내고, 동일하게 정상적으로 리셉터 기판에 실장되어 있는 미소 소자의 위치를 흑색의 사각형(Er)으로, 그 외 리셉터 기판의 16배로 고밀도 배열된 도너 기판 상의 미소 소자의 위치를 회색의 사각형(Ed)으로 나타냈다(Er이나 Mr과 겹치는 위치의 Ed는 도시 생략.). 전술한 바와 같이 도너 기판 상의 미소 소자 Ed의 피치는, 50[㎛]이고, 리셉터 기판 상의 미소 소자 Er의 피치는 200[㎛]이다.
우선, 처음으로 수정에 이용하는 도너 기판에 의해 1장째의 리셉터 기판을 수정하는 경우에 대해 설명한다.
(3-1) 불량 위치 정보 D와 불량 위치 정보 R을 기판 단위로 대조하여, 무소자 개소(Mr)와 불량 소자 위치(Md)가 중복되어 있는 위치를 사전 확인한다. 여기에서의 확인해야 하는 중복의 유무는, 도면 중에 나타내어진 도너 기판의 X축 방향으로 늘어서는 β 열군(列群)과, 동일하게 Y축 방향으로 늘어서는 α 열군이 교차하는 위치(합계 245025개소/기판)에 있어서의 기판 단위(27 에어리어 모두)의 중복을 의미한다. 또한, 다른 α', α'', α''', β', β'' 및 β''' 열군은, 16배의 밀도로 실장되어 있는 도너 기판 상의 다른 미소 소자의 배열 위치를 나타낸다(도면 중, α 열군은 왼쪽부터 3 열만 화살표로 도시, β 열군은 위쪽부터 2 열만 화살표로 도시. 다른 「'」 열군도 마찬가지로 한정적으로 화살표로 도시하고 있다.).
중복이 없으면, 선택 공정으로서, 무소자 개소(Mr)에 서로 마주대하는 도너 기판 상의 미소 소자의 위치(Ed)가 선택된다. 중복이 확인된 경우는 후술한다.
(3-2) 한편, 수정에 사용이 끝난 도너 기판과, (1장째 또는) 2장째 이후의 리셉터 기판의 조합에 의한 수정의 경우는, 원래 도너 기판이 갖는 약 1％의 불량 소자의 위치 정보(Md)에, 추가로 과거 재전사에 사용됨으로써 미소 소자가 결손되어 있는 사용이 끝난 위치 정보를 더한 모든 위치 정보(1％의 Md＋사용 종료 Md)와 리셉터 기판 상의 무소자 개소의 분포 위치 정보(Mr)를 대조하여, 중복의 유무를 사전 확인한다. 그 결과, 중복이 없으면, 선택 공정으로서, 무소자 부분(Mr)에 서로 마주대하는 도너 기판 상의 미소 소자의 위치(Ed)가 선택된다.
(4) 전사 공정
상술 (3-1) 또는 (3-2)의 경우에 있어서, 재전사에 이용되는 도너 기판 상의 미소 소자의 위치가 선택된 후, 1장째 또는 2장째 이후의 리셉터 기판의 수정을 전술의 분할 에어리어 A1부터 재전사를 개시한다. 스캐닝 미러(4)에 의해 포토마스크(6)와 축소 투영 렌즈(8)를 개재하여, 레이저광의 광축을 도너 기판 상의 β의 열을 따라 주사한다. 이 에어리어 내에서, 선택된 위치에, 광축이 주사된 타이밍에 발진하는 엑시머 레이저광에 의해, 도너 기판 상의 선택된 위치에 실장되어 있는 미소 소자는, 리셉터 기판 상의 대향하는 무소자 부분(Mr)을 향해 리프트된다.
(5) 이동 공정
도너 기판의 에어리어 A1 내의 선택된 위치에 있는 미소 소자에 의한 리셉터 기판의 에어리어 A1로의 수정이 종료된 후, 다음의 에어리어 A2에 대해서도 마찬가지로 수정을 행한다. 에어리어의 이동은, 각 기판을 홀딩하는 스테이지의 이동에 의해 임의의 순번(예를 들면, A1∼A9→B1∼B9→C1∼C9)으로 모든 에어리어에 있어서의 수정을 행한다. 또한, 각 분할 에어리어의 이동 시의 스테이지 이동량에 대해서는, 전술의 누적 오차량(약 ＋4.95[㎛])을 상쇄하도록 설정한다. 수정이 필요한 전체 분할 에어리어로의 수정 완료 후는, 이 리셉터 기판을 다음으로 수정할 리셉터 기판으로 교환한다.
한편, 전술의 (3-1) 또는 (3-2)에 있어서의 기판 단위에 의한 대조에 있어서, 중복이 있는 것이 확인된 경우, 대조 대상의 열군을 α에서 α' 열군으로, 또는, β에서 β' 열군으로 변경하고, 변경 후의 열군의 조합(변경된 열군의 교점)에 있어서, 전술의 (3-1) 또는 (3-2)와 마찬가지로 기판 단위로 대조하여 중복이 없는지 확인한다. 이 경우, 가능한 열군의 조합은, 15가지이다. 기판 단위로 중복이 없는 열군의 조합이 발견된 경우, 그 조합에 의거하여 무소자 개소(Mr)에 서로 마주대하는 도너 기판 상의 미소 소자의 위치(Ed)가 선택된다. 또한, 전사 공정 전에, 그 열군의 조합에 따른 기판의 이동을 행한다. 도 17에서, 각 분할 에어리어(A1) 간에 있어서의 재전사 시의 기판 간의 위치의 모습을 나타낸다.
또, 전술의 (3-1) 또는 (3-2)에 있어서의 기판 단위의 대조에 있어서, 15가지 중 어느 조합에 있어서도, 중복이 없는 열군의 조합이 발견되지 않는 경우는, 넓은 기판 단위가 아니라 좁은 대향하는 분할 에어리어 단위로 대조한다. 예를 들면, 리셉터 기판의 에어리어 A1과 이것에 대향하는 도너 기판의 에어리어 A1로 한정하여 대조한다. 그 결과, α 열군과 β 열군이 교차하는 위치에 있어서 중복이 없으면 그대로 전사 공정으로 이행하고, 중복이 있으면, 적어도 대향하는 각 기판의 분할 에어리어(A1) 내에 있어서, 중복이 없는 다른 열군의 조합(예: α' 열군과 β'' 열군)을 모색한다. 그 조합은 최다로 16가지 존재한다. 발견된 중복이 없는 열군의 조합에 있어서, 도너 기판의 분할 에어리어 A1에 의한 리셉터 기판의 분할 에어리어 A1의 수정이 완료된 후, 다음의 에어리어 A2에 대해서도 마찬가지의 대조를 거쳐 중복이 없는 열군의 조합에 있어서 리셉터 기판의 에어리어 A2를 수정한다. 이후, 도너 A3과 리셉터 A3, 도너 A4와 리셉터 A4,,,로 이것을 반복한다. 또한, 예를 들면 분할 에어리어 B5끼리 사이에 있어서만 중복이 있고, 이 에어리어를 제외하면 기판 단위로 중복이 없는 경우, 그 이전과 이후의 에어리어 한정의 대조는 불필요하다.
전술의 대향하는 분할 에어리어끼리의 대조(A1과 A1, B1과 B1,,)에 있어서, 중복이 없는 열군의 조합이 발견되지 않은 경우는, 그 시점에서, 대조의 대상으로 하는 도너 기판 상의 에어리어를 이것과 대향하는 분할 에어리어끼리로 한정한 대조로부터, 도너 기판의 다른 26의 분할 에어리어와의 대조로, 그 한정을 떼어내고, 중복이 없는 열군의 조합을 에어리어 단위로 모색한다. 도 18에 그 모습을 나타낸다. 여기에서는, 도너 기판의 분할 에어리어 C5와 리셉터 기판의 분할 에어리어 A3의 조합에 있어서, 예를 들면 α''' 군과 β''' 군의 교차 위치에 의한 재전사이다. 단, 이 대조 대상의 분할 에어리어를 변경한 시점까지 수정에 사용되어 버린 미소 소자의 결손 위치가 반영된 불량 위치 정보(Md)를 고려하여, 중복이 없는 열군의 조합을 분할 에어리어 사이에서 모색해야 하는 점에 유의한다. 게다가, 빈번한 열군의 이동이나 대향시키는 분할 에어리어로의 이동을 위한 스테이지 이동에 요하는 시간도 종합적으로 감안하여, 타당한 택트 타임이 실현될 수 있는지를 검토할(계산할) 필요가 있다. 그 계산 결과에 따라, 적절히, 중복의 대조 범위의 선택이나 도너 기판의 교환 시기의 판단을 행한다.
또한, 리셉터 기판 상으로의 레이저광의 직접 조사가 악영향을 미치지 않는 한에 있어서, 불량 위치 정보의 중복의 유무에 관계없이, 전사 공정을 행하여 버리고, 예를 들면 중복 때문에 재전사되지 않은 무소자 개소에 대해서는 다른 도너 기판에 의한 2회째 이후의 수정에 맡기는, 등의 선택지도 생기게 된다. 더 나아가서는 기판마다의 대조와, 분할 에어리어마다의 대조를, 택트 타임의 시뮬레이션에 의거하여 적시에 조합하여 행할 수도 있고, 더 나아가서는, 검사 공정에 있어서 미리 취득한 각 기판의 위치 정보를 토대로, 시뮬레이션된 가장 택트 타임이 짧은 각 대조 방법이나 그 범위의 조합을 정하여 두는 것도 가능하다.
본 실시예와 같이, 분할 에어리어 R마다 재전사하는 경우, 즉, 포토마스크 상의 개구 수(165×55개)마다 약 30개/초의 스캔 속도를 갖는 스캐닝 미러를 단번에 주사하여 재전사하는 경우, 기판 사이에서 불량 위치의 중복이 없다고 한다면, 1 분할 에어리어 당 (약 90개소의) 수정에 요하는 시간은 약 3초이고, 이것을 27의 분할 에어리어에 행하는 시간과, 분할 에어리어 이동을 위한 각 기판의 이동 시간을 고려하더라도, 기판이 세트되고 나서 수정이 끝나기까지 요하는 시간은, 대체로 90초 전후이다.
1개소의 미소 소자의 재전사에 약 1초를 요하는 전술의 종래 장치를 이용한 경우의 약 2450초의 택트 타임과 비교하여 압도적인 속도로 1％에 이르는 불량 소자의 수정을 실현할 수 있다. 또, 대조(중복 확인)에 요하는 계산 시간과, 중복 회피를 위한 상기 열군 이동 및 분할 에어리어 이동에 요하는 스테이지의 이동 시간을 고려하더라도, 본 실시예에 있어서의 택트 타임의 압도적 우위성은 유지할 수 있다.
또한, 분할 에어리어를 대향하는 분할 에어리어로 한정하지 않고 랜덤으로 대조하는 경우나, 누적 오차량을 고려하는 경우에 있어서는, 검사 공정에 있어서 취득하는 위치 정보 D, 위치 정보 R, 상기 분할 에어리어 D의 사이즈 및 상기 누적 오차량의 허용 범위를 파라미터로 한 시뮬레이션 프로그램에 의해, 리셉터 기판 전역의 실장 또는 재전사에 요하는 시간이 최단이 되도록 상기 수정 분할 에어리어 D의 사이즈, 각 스테이지의 이동량의 조합, 및 각 공정의 실시 순서를 결정하여, 각 공정의 최적화를 행하면 된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 서술했는데, 한편으로 본 발명에 대해 다른 시점으로 표현하면 하기 (1)∼(19)와 같이 된다.
(1) 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치에서 이용하는 주사형 축소 투영 광학계로서, 무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계.
(2) 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치로서, 상기 레이저광을 발진하는 레이저 장치, 무한원 보정 광학계 및 스캐닝 미러를 갖는 레이저 가공 장치.
(3) 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키기 위한 리프트 장치로서, 상기 레이저광을 발진하는 레이저 장치, 무한원 보정 광학계 및 스캐닝 미러를 갖는 리프트 장치.
(4) 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 레이저 가공 방법으로서, 무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
(5) 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 리프트 방법으로서, 무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 리프트 방법.
(6) 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법으로서, 무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법.
(7) 상기 조사 대상물이, 미소 소자인 (6) 기재의 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법.
(8) 상기 미소 소자가, 마이크로 LED인 (7) 기재의 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법.
(9) 상기 미소 소자가, 상기 도너 기판 상에 매트릭스상으로 배치되어 있는 (7) 또는 (8) 기재의 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법.
(10) 상기 조사 대상물이, 막인 (6) 기재의 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법.
(11) 상기 막이, 도전성을 갖는 막 또는 점착성을 갖는 막인 (10) 기재의 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법.
(12) 상기 막이, 유기 EL 막인 (10) 기재의 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법.
(13) 막이 설치된 제 1 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 막을 상기 제 1 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시켜, 막을 실장한 기판을 얻는 공정, 및 미소 소자가 설치된 제 2 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 미소 소자를 상기 제 2 도너 기판으로부터 상기 막을 실장한 기판의 막 상으로 이동시키는 공정을 갖는 미소 소자를 실장한 기판의 제조 방법으로서, 무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 막 또는 상기 미소 소자를 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 미소 소자를 실장한 기판의 제조 방법.
(14) 불량 개소를 갖는 도너 기판의 상기 불량 개소를 향해 레이저광을 조사하여, 상기 불량 개소를 상기 도너 기판으로부터 제거하는 불량 개소의 제거 방법으로서, 무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 불량 개소를 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 불량 개소의 제거 방법.
(15) 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 재전사 방법으로서, 상기 리셉터 기판은, 미리 상기 조사 대상물이 실장된 영역과, 실장 예정 영역에 조사 대상물이 실장되어 있지 않은 불량 영역을 가지며, 무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용해 상기 도너 기판에 설치된 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 리셉터 기판의 상기 불량 영역으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 재전사 방법.
(16) 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 리프트 방법으로서, 상기 도너 기판에 설치된 상기 조사 대상물은, 불량 영역을 가지며, 무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용해 상기 불량 영역 이외의 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 리셉터 기판으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 리프트 방법.
(17) 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 레이저 가공 방법으로서, 상기 레이저광이 스캐닝 미러에 의해 주사되어, 포토마스크 상에 무한원 보정 광학계의 상면으로서 결상되며, 상기 포토마스크를 통과한 상기 레이저광이 상기 조사 대상물에 축소 투영되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
(18) 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 리프트 방법으로서, 상기 레이저광이 스캐닝 미러에 의해 주사되어, 포토마스크 상에 무한원 보정 광학계의 상면으로서 결상되며, 상기 포토마스크를 통과한 상기 레이저광이 상기 조사 대상물에 축소 투영되는 것을 특징으로 하는 리프트 방법.
(19) 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법으로서, 상기 레이저광이 스캐닝 미러에 의해 주사되어, 포토마스크 상에 무한원 보정 광학계의 상면으로서 결상되며, 상기 포토마스크를 통과한 상기 레이저광이 상기 조사 대상물에 축소 투영되는 것을 특징으로 하는 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법.
(20) 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치에서 이용하는 주사형 축소 투영 광학계로서,
제 1 렌즈 어레이, 제 2 렌즈 어레이, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계.
(21) 상기 제 1 렌즈 어레이 또는 상기 제 2 렌즈 어레이는, 렌즈 엘리먼트를 배열시켜 이루어지는 (20) 기재의 주사형 축소 투영 광학계.
(22) 상기 렌즈 엘리먼트는, 플라이 아이형, 원통형 또는 구면형인 (21) 기재의 주사형 축소 투영 광학계.
(23) 상기 제 1 렌즈 어레이 또는 상기 제 2 렌즈 어레이는, 1축 실린드리컬 렌즈를 직각으로 조합한 것인 (20)∼(22) 중 어느 한 항에 기재한 주사형 축소 투영 광학계.
(24) 상기 제 1 렌즈 어레이의 바로 앞에 어레이 마스크가 배치된 (20)∼(23) 중 어느 한 항에 기재한 주사형 축소 투영 광학계.
(25) 상기 제 1 렌즈 어레이와 상기 제 2 렌즈 어레이의 사이에 어레이 마스크가 배치된 (20)∼(24) 중 어느 한 항에 기재한 주사형 축소 투영 광학계.
(26) 상기 어레이 마스크는 개구군을 갖는 (24) 또는 (25) 기재의 주사형 축소 투영 광학계.
(27) 상기 개구군을 형성하는 개구는, 원형상, 타원형상, 정방형상 또는 장방형상인 (26) 기재의 주사형 축소 투영 광학계.
(28) 상기 개구군을 형성하는 개구의 사이즈는, 상기 렌즈 엘리먼트의 사이즈보다도 작은 (26) 또는 (27) 기재의 주사형 축소 투영 광학계.
(29) 상기 어레이 마스크는, 적어도 2가지 종류의 개구군을 갖는 (24)∼(28) 중 어느 한 항에 기재한 주사형 축소 투영 광학계.
(30) 상기 적어도 2가지 종류의 개구군은, 각각의 개구군을 형성하는 개구의 사이즈, 개구의 형상, 개구의 수, 또는, 개구의 배치가 다른 (29) 기재의 주사형 축소 투영 광학계.
(31) 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치에서 이용하는 주사형 축소 투영 광학계로서,
상측만이 텔레센트릭인 주사형 축소 투영 광학계.
(32) 불량 개소를 갖는 도너 기판의 상기 불량 개소를 향해 레이저광을 조사하여, 상기 불량 개소를 상기 도너 기판으로부터 제거하는 불량 개소의 제거 방법으로서,
갈바노 스캐너 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 불량 개소를 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 불량 개소의 제거 방법.
(33) 상기 포토마스크는, 원형상, 타원형상, 정방형상 또는 장방형상의 개구를 갖는 (32) 기재의 불량 개소의 제거 방법.
(34) 상기 포토마스크는, 개구가 매트릭스상으로 배치된 영역을 갖는 (32) 또는 (33) 기재의 불량 개소의 제거 방법.
(35) 상기 포토마스크는, 적어도 2가지 종류의 개구군을 갖는 (32)∼(34) 중 어느 한 항에 기재한 불량 개소의 제거 방법.
(36) 상기 적어도 2가지 종류의 개구군은, 각각의 개구군을 형성하는 개구의 사이즈, 개구의 형상, 개구의 수, 또는, 개구의 배치가 다른 (35) 기재의 불량 개소의 제거 방법.
(37) 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 재전사 방법으로서,
상기 리셉터 기판은, 미리 상기 조사 대상물이 실장된 영역과, 실장 예정 영역에 조사 대상물이 실장되어 있지 않은 불량 영역을 갖고,
갈바노 스캐너 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용해 상기 도너 기판에 설치된 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 리셉터 기판의 상기 불량 영역으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 재전사 방법.
(38) 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 리프트 방법으로서,
상기 도너 기판에 설치된 상기 조사 대상물은, 불량 영역을 갖고,
갈바노 스캐너 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용해 상기 불량 영역 이외의 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 리셉터 기판으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 리프트 방법.
전술한 많은 실시형태에 있어서의 각 구성 요건을 세분화하고, 세분화된 구성 요건을 각각 단독으로, 또는 조합하여, 이들 (1)∼(38)에 도입할 수 있다. 예를 들면, 각종 렌즈의 사용 형태와 배치, 레이저광의 종류, 레이저 가공 장치에 있어서의 각종 구성과 제어 방법, 포토마스크의 종류와 형상, 개구부의 형상과 배치, 조사 대상물의 종류와 형상, 레이저 리프트 오프의 반응 메커니즘, 광학계의 메커니즘 등이 대표적인 예이다.
마이크로 LED 디스플레이의 제조 공정의 일부에 이용 가능하다.
Claims (56)
- 기판 상에 위치하는 조사 대상물을 향해 멀티 모드 펄스 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치에서 이용하는 광학계로서,
렌즈 어레이형의 줌 호모지나이저, 스캐닝 미러, 포토마스크, 및 적어도 상측(像側)이 텔레센트릭인 투영 렌즈계를 갖고,
당해 포토마스크에는, 소정의 피치로 소정 형상의 개구가 복수 배열되며,
상기 줌 호모지나이저는, 제 1 렌즈 어레이 및 제 2 렌즈 어레이, 그리고 콘덴서 렌즈를 포함하는 구성으로 이루어지고, 상기 포토마스크 상의 1 이상의 인접하는 개구군을 커버하는 소정 사이즈의 조사 에어리어를 당해 포토마스크 상에 결상하며, 당해 조사 에어리어의 위치 및 사이즈 그리고 당해 조사 에어리어 내의 에너지 강도 분포의 변동을 보상하고,
당해 소정 사이즈는, 상기 개구군에 인접하는 다른 어느 개구에도 당해 조사 에어리어가 미치지 않는 사이즈이며,
상기 스캐닝 미러는, 1축 이상의 구동축 제어 장치에 의해 주사되는, 주사형 축소 투영 광학계. - 제 1 항에 있어서,
상기 투영 렌즈계는, 필드 렌즈와 축소 투영 렌즈를 포함하고,
당해 필드 렌즈는, 상기 콘덴서 렌즈와 상기 포토마스크의 사이에 위치하는, 주사형 축소 투영 광학계. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 스캐닝 미러는 2축의 갈바노 스캐너로 구성되어 있는, 주사형 축소 투영 광학계. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 렌즈 어레이를 구성하는 각 렌즈 엘리먼트의 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 개구가 당해 각 렌즈 엘리먼트에 대향하여 배열되어 있는 개구군으로 이루어지는 어레이 마스크를, 제 1 렌즈 어레이의 바로 앞 또는 제 1 렌즈 어레이와 제 2 렌즈 어레이의 사이에 배치한 주사형 축소 투영 광학계. - 제 4 항에 있어서,
상기 어레이 마스크는, 그 기재(基材)의 면 내에 있어서, 사이즈 또는 형상 또는 개구의 수가 다른 개구군을 바꾸어 사용하는 것을 가능하게 하는 복수 종류의 개구군이 배열되어 있는, 주사형 축소 투영 광학계. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 어레이 마스크는, 광축 주위의 미소(微小)한 회전 조정을 가능하게 하는 θ축을 포함하는 마운트에 설치되어 있는, 주사형 축소 투영 광학계. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 멀티 모드 펄스 레이저광은 엑시머 레이저광인 주사형 축소 투영 광학계. - 기판 상에 위치하는 조사 대상물을 향해 멀티 모드 펄스 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치로서,
상기 멀티 모드 펄스 레이저광을 발진하는 레이저 장치와,
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재한 주사형 축소 투영 광학계와,
상기 기판을 홀딩하는, 적어도 X축과 Y축의 구동축을 갖는 스테이지를 포함하는 레이저 가공 장치. - 제 8 항에 기재한 레이저 가공 장치를 구비하고,
상기 기판은 그 표면에 상기 조사 대상물이 위치하는 도너 기판이며,
당해 조사 대상물을 향해 당해 도너 기판의 이면으로부터 상기 펄스 레이저광을 조사함으로써 당해 조사 대상물을 선택적으로 박리 또는 분리하여, 당해 도너 기판과 대향하는 리셉터 기판 상으로 리프트하기 위한 실장(實裝)용 또는 재전사용, 또는 이들 겸용의 리프트 장치로서,
상기 스테이지는, 당해 도너 기판을 그 이면이 상기 펄스 레이저광의 입사측이 되는 방향으로 홀딩하는 도너 스테이지이고,
추가로, 상기 리셉터 기판을 홀딩하는, X축, Y축, 연직 방향의 Z축, 및 X-Y 평면 내에 θ축을 갖는 리셉터 스테이지를 가지며,
상기 주사형 축소 투영 광학계와 상기 도너 스테이지는 제 1 정반(定盤)에 설치되고,
상기 리셉터 스테이지는 제 2 정반 또는 기초 정반에 설치되며,
제 1 정반과 제 2 정반은, 각각이 독립하여 기초 정반 상에 설치되어 있는 구조인 리프트 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 스캐닝 미러의 제어 장치는, 미리 취득한 상기 도너 기판 상의 조사 대상물의 위치 정보, 및 상기 리셉터 기판 상으로의 리프트 예정 위치의 정보에 의거하여 선택된, 상기 포토마스크 상의 개구를 향해 광축을 주사하는 스캐닝 미러의 제어와 펄스 레이저광의 조사를 제어하는 기능을 포함하는, 리프트 장치. - 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 도너 스테이지는, 2 이상의 도너 기판을 홀딩하고, 이들을 바꿔 사용하는, 리프트 장치. - 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도너 스테이지는, 제 1 정반의 하면(下面)에 매달아 설치(吊設)된, 리프트 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 레이저 장치는 엑시머 레이저 장치인 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치. - 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재한 리프트 장치를 이용하여, 도너 기판 상의 조사 대상물을 대향하는 리셉터 기판 상으로 리프트하는 방법으로서,
도너 기판 상의 조사 대상물의 위치 정보 D, 및 리셉터 기판 상으로의 조사 대상물의 리프트 예정 위치인 위치 정보 R을 취득하는 검사 공정과,
도너 기판 상의 영역을, 소정 사이즈의 분할 에어리어 D로 구분하는 분할 공정과,
위치 정보 D 및 위치 정보 R에 의거하여, 분할 에어리어 D 내의 리프트해야 하는 조사 대상물의 위치를 선택하는 선택 공정과,
당해 선택된 조사 대상물의 위치에 마주 대하는 포토마스크 상의 개구를 통과하여 조사되는 레이저광에 의해, 분할 에어리어 D 내의 당해 선택된 조사 대상물을 대향하는 분할 에어리어 R로 리프트하는 전사 공정과,
당해 전사 공정 후, 도너 기판 및/또는 리셉터 기판을 이동하는 이동 공정을 포함하고,
이후, 상기 전사 공정과 당해 이동 공정을 반복하여, 리셉터 기판의 전체 영역 또는 일부 영역을 대상으로 실장 또는 재전사를 행하는 리프트 방법. - 제 14 항에 있어서,
도너 기판 상의 조사 대상물의 설계 상의 실장 피치는, 리셉터 기판 상에 실장되는 조사 대상물의 설계 상의 실장 피치에 대해, 1 이상의 정수분의 1배인, 리프트 방법. - 제 15 항에 있어서,
위치 정보 D로부터 산출되는 조사 대상물의 현실의 실장 피치와, 위치 정보 R로부터 산출되는 설계 상의 실장 피치 R의 사이에서 오차가 있는 경우에 있어서,
상기 이동 공정에 있어서의 각 기판의 이동량은, 분할 에어리어 D에 내포되는 조사 대상물의 수에 따른 누적 오차량을 상쇄하는 이동량인 리프트 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 누적 오차량이, 도너 기판 상의 인접하는 조사 대상물 사이의 간격을 상한으로 하는 임의의 허용 범위를 넘는 경우로서,
상기 분할 공정은, 상기 분할 에어리어 D의 사이즈를 축소하여, 수정 분할 에어리어 D로 하는 분할 공정이고,
상기 이동 공정에 있어서의 각 기판의 이동량은, 당해 수정 분할 에어리어 D 내에 있어서 누적하는 오차량을 상쇄하는 이동량인 리프트 방법. - 제 17 항에 있어서,
위치 정보 D, 위치 정보 R, 상기 분할 에어리어 D의 사이즈, 및 상기 허용 범위를 파라미터로 한 시뮬레이션 프로그램에 의해, 리셉터 기판 전역의 실장 또는 재전사에 요하는 시간이 최단이 되도록 상기 수정 분할 에어리어 D의 사이즈, 각 스테이지의 이동량의 조합, 및 각 공정의 실시 순서를 결정하여 행하는, 리프트 방법. - 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치에서 이용하는 주사형 축소 투영 광학계로서,
무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계. - 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치로서,
상기 레이저광을 발진하는 레이저 장치, 무한원 보정 광학계 및 스캐닝 미러를 갖는 레이저 가공 장치. - 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키기 위한 리프트 장치로서,
상기 레이저광을 발진하는 레이저 장치, 무한원 보정 광학계 및 스캐닝 미러를 갖는 리프트 장치. - 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 레이저 가공 방법으로서,
무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법. - 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 리프트 방법으로서,
무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 리프트 방법. - 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법으로서,
무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 조사 대상물이 미소 소자인 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 미소 소자가 마이크로 LED인 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법. - 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
상기 미소 소자가 상기 도너 기판 상에 매트릭스상(狀)으로 배치되어 있는 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 조사 대상물이 막인 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법. - 제 28 항에 있어서,
상기 막이 도전성을 갖는 막 또는 점착성을 갖는 막인 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법. - 제 28 항에 있어서,
상기 막이 유기 EL막인 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법. - 막이 설치된 제 1 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 막을 상기 제 1 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시켜, 막을 실장한 기판을 얻는 공정, 및
미소 소자가 설치된 제 2 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 미소 소자를 상기 제 2 도너 기판으로부터 상기 막을 실장한 기판의 막 상으로 이동시키는 공정을 갖는 미소 소자를 실장한 기판의 제조 방법으로서,
무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 막 또는 상기 미소 소자를 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 미소 소자를 실장한 기판의 제조 방법. - 불량 개소를 갖는 도너 기판의 상기 불량 개소를 향해 레이저광을 조사하여, 상기 불량 개소를 상기 도너 기판으로부터 제거하는 불량 개소의 제거 방법으로서,
무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 불량 개소를 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 불량 개소의 제거 방법. - 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 재전사 방법으로서,
상기 리셉터 기판은, 미리 상기 조사 대상물이 실장된 영역과, 실장 예정 영역에 조사 대상물이 실장되어 있지 않은 불량 영역을 갖고,
무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 도너 기판에 설치된 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 리셉터 기판의 상기 불량 영역으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 재전사 방법. - 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 리프트 방법으로서,
상기 도너 기판에 설치된 상기 조사 대상물은, 불량 영역을 갖고,
무한원 보정 광학계, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 불량 영역 이외의 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 리셉터 기판으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 리프트 방법. - 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 레이저 가공 방법으로서,
상기 레이저광이 스캐닝 미러에 의해 주사되어, 포토마스크 상에 무한원 보정 광학계의 상면으로서 결상되고, 상기 포토마스크를 통과한 상기 레이저광이 상기 조사 대상물에 축소 투영되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법. - 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 리프트 방법으로서,
상기 레이저광이 스캐닝 미러에 의해 주사되어, 포토마스크 상에 무한원 보정 광학계의 상면으로서 결상되고, 상기 포토마스크를 통과한 상기 레이저광이 상기 조사 대상물에 축소 투영되는 것을 특징으로 하는 리프트 방법. - 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법으로서,
상기 레이저광이 스캐닝 미러에 의해 주사되어, 포토마스크 상에 무한원 보정 광학계의 상면으로서 결상되고, 상기 포토마스크를 통과한 상기 레이저광이 상기 조사 대상물에 축소 투영되는 것을 특징으로 하는 조사 대상물을 실장한 기판의 제조 방법. - 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치에서 이용하는 주사형 축소 투영 광학계로서,
제 1 렌즈 어레이, 제 2 렌즈 어레이, 스캐닝 미러 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계. - 제 38 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 어레이 또는 상기 제 2 렌즈 어레이는, 렌즈 엘리먼트를 배열시켜 이루어지는 주사형 축소 투영 광학계. - 제 39 항에 있어서,
상기 렌즈 엘리먼트는, 플라이 아이형, 원통형 또는 구면형인 주사형 축소 투영 광학계. - 제 38 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 어레이 또는 상기 제 2 렌즈 어레이는, 1축 실린드리컬 렌즈를 직각으로 조합한 것인 주사형 축소 투영 광학계. - 제 38 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 어레이의 바로 앞에 어레이 마스크가 배치된 주사형 축소 투영 광학계. - 제 38 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 렌즈 어레이와 상기 제 2 렌즈 어레이의 사이에 어레이 마스크가 배치된 주사형 축소 투영 광학계. - 제 42 항 또는 제 43 항에 있어서,
상기 어레이 마스크는 개구군을 갖는 주사형 축소 투영 광학계. - 제 44 항에 있어서,
상기 개구군을 형성하는 개구는, 원형상, 타원형상, 정방형상 또는 장방형상인 주사형 축소 투영 광학계. - 제 44 항 또는 제 45 항에 있어서,
상기 개구군을 형성하는 개구의 사이즈는, 상기 렌즈 엘리먼트의 사이즈보다도 작은 주사형 축소 투영 광학계. - 제 42 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어레이 마스크는, 적어도 2가지 종류의 개구군을 갖는 주사형 축소 투영 광학계. - 제 47 항에 있어서,
상기 적어도 2가지 종류의 개구군은, 각각의 개구군을 형성하는 개구의 사이즈, 개구의 형상, 개구의 수, 또는, 개구의 배치가 다른 주사형 축소 투영 광학계. - 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 반응을 야기시키는 것을 이용한 레이저 가공 장치에서 이용하는 주사형 축소 투영 광학계로서,
상측만이 텔레센트릭인 주사형 축소 투영 광학계. - 불량 개소를 갖는 도너 기판의 상기 불량 개소를 향해 레이저광을 조사하여, 상기 불량 개소를 상기 도너 기판으로부터 제거하는 불량 개소의 제거 방법으로서,
갈바노 스캐너 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용하여 상기 불량 개소를 향해 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 불량 개소의 제거 방법. - 제 50 항에 있어서,
상기 포토마스크는, 원형상, 타원형상, 정방형상 또는 장방형상의 개구를 갖는 불량 개소의 제거 방법. - 제 50 항 또는 제 51 항에 있어서,
상기 포토마스크는, 개구가 매트릭스상으로 배치된 영역을 갖는 불량 개소의 제거 방법. - 제 50 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포토마스크는, 적어도 2가지 종류의 개구군을 갖는 불량 개소의 제거 방법. - 제 53 항에 있어서,
상기 적어도 2가지 종류의 개구군은, 각각의 개구군을 형성하는 개구의 사이즈, 개구의 형상, 개구의 수, 또는, 개구의 배치가 다른 불량 개소의 제거 방법. - 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 재전사 방법으로서,
상기 리셉터 기판은, 미리 상기 조사 대상물이 실장된 영역과, 실장 예정 영역에 조사 대상물이 실장되어 있지 않은 불량 영역을 갖고,
갈바노 스캐너 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용해 상기 도너 기판에 설치된 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 리셉터 기판의 상기 불량 영역으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 재전사 방법. - 조사 대상물이 설치된 도너 기판을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 조사 대상물을 상기 도너 기판으로부터 리셉터 기판으로 이동시키는 리프트 방법으로서,
상기 도너 기판에 설치된 상기 조사 대상물은, 불량 영역을 갖고,
갈바노 스캐너 및 포토마스크를 갖는 주사형 축소 투영 광학계를 이용해 상기 불량 영역 이외의 조사 대상물을 향해 레이저광을 조사하여, 상기 리셉터 기판으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 리프트 방법.
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