WO2019244362A1 - リフト装置及び使用方法 - Google Patents

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WO2019244362A1
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receptor
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裕 山岡
悟基 仲田
周作 小沢
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丸文株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for precisely lifting (LIFT: Laser Induced Forward Forward) an object located on a donor substrate onto a receptor substrate using laser irradiation.
  • LIFT Laser Induced Forward Forward
  • Patent Literature 1 discloses a technique in which one laser beam is converted into a plurality of rectangular laser beams having a rectangular uniform intensity distribution, these are arranged in series and at equal intervals, and fixed in a predetermined region of a donor substrate. Irradiation is performed for a predetermined number of times at a time interval or more, and is absorbed by a metal foil located between the donor substrate and the organic EL layer to generate an elastic wave, whereby the separated organic EL layer is lifted onto the opposing circuit substrate.
  • the technology is disclosed.
  • a spacer having a preferable value of 80 to 100 [ ⁇ m] is interposed between a donor substrate and a circuit substrate, and integrated with a constant distance therebetween on a single stage.
  • a structure for mounting and scanning relatively to the laser beam is used.
  • a step of integrating the opposing donor substrate and the circuit board is separately required, and a donor substrate of the same size as the circuit board is required. Larger size is also required.
  • Patent Literature 2 discloses a technique of lifting a circuit board facing an opposing circuit board at an interval of 10 to 100 [ ⁇ m].
  • a laser beam scanning method a stage configuration for realizing the method, and a lift device. Therefore, it cannot be referred to as a technique for maintaining and improving the lift position accuracy that can cope with an increase in the size of a circuit board.
  • Patent Document 3 discloses a technique relating to a step-and-scan method in an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device.
  • the basic idea is that one row of shot areas along the scanning exposure direction of the wafer stage is intermittently exposed while skipping some shot areas on the way, and the wafer stage is not stopped halfway. is there. That is, a reticle stage that holds a reticle, a wafer stage that holds a wafer, and a projection optical system that projects a reticle pattern onto the wafer are provided, and exposure is performed while scanning the reticle stage and the wafer stage together with the projection optical system.
  • An exposure apparatus for sequentially projecting a pattern of a reticle onto a plurality of shot areas of a wafer, and performing scanning movement without stopping the wafer stage for a plurality of shot areas on a wafer arranged in a scanning direction.
  • This is an apparatus that performs intermittent exposure while performing exposure. This makes it possible to reduce the influence on the exposure accuracy of the vibration and swing caused by the scanning of the stage, in comparison with the step-and-repeat method in which the acceleration and deceleration of the wafer stage is repeated in the demand for a larger wafer and a higher processing speed. it can.
  • Patent Literature 3 is a technology of a semiconductor exposure apparatus based on reduction projection exposure, and has a different technical field from the lift technology of the present invention. That is, the configuration and scanning technique of the reticle stage and the wafer stage in the exposure apparatus, and the mask pattern according to the present invention is reduced and projected onto an object on a donor substrate with high positional accuracy. It is completely different from the stage configuration and the scanning technique for lifting to the substrate. Accordingly, this cannot be referred to as the specific stage configuration and the scanning technique in the present invention.
  • a configuration in which the donor stage holding the donor substrate and the optical stage holding the optical system mounted on the donor stage and the receptor stage holding the receptor substrate are independent mechanisms, and further, the optical stage is provided on the donor stage Rather than mounting directly, the mechanism is configured to be installed independently on a rigid surface plate, so that vibrations and various errors due to scanning of each stage affect the synchronization position accuracy between stages Is minimized.
  • the first invention selectively exfoliates the target by irradiating a pulse laser beam from the back surface of the donor substrate toward the target positioned on the front surface of the moving donor substrate, and removes the target substrate from the donor substrate.
  • a shaping optical system for uniformly shaping the spatial intensity distribution of light, a mask for passing the pulsed laser light shaped by the shaping optical system in a predetermined pattern, and a mask positioned between the shaping optical system and the mask A field lens, and a projection lens for reducing and projecting the laser beam passing through the pattern of the mask onto a surface of a donor substrate; and the field lens.
  • the donor stage has a vertical Z axis and a ⁇ axis in an XY plane, the donor stage has an X axis, a Y axis, and a ⁇ axis, and the projection lens is held on the optical stage together with a Z axis stage for the projection lens.
  • the lift device is provided on the surface plate 2, and the Y axis of the donor stage is suspended from the X axis of the donor stage.
  • the “moving” substrate is a pulse laser beam (shown as “LS” in FIG. 1A.
  • FIG. 1A shows the main components of the second invention, it is common to the configuration of the first invention. (The same applies to the following.) The same applies to the case where the laser beam moves without stopping during the irradiation, and the case where the laser beam stops during the irradiation of the pulse laser beam and repeats the movement and the stop. These are selected according to the lift process by the lift device according to the present invention and the required tact time.
  • a configuration in which the donor substrate (D) repeatedly moves and stops, and the receptor substrate (R) does not stop, and vice versa are also included.
  • the donor substrate and the receptor substrate move at the same or different speeds without stopping. Selected.
  • a configuration in which the donor substrate moves without stopping and the receptor substrate stops for a certain number of shots may be selected, for example, when it is desired to stack the objects with a certain thickness.
  • the “target” is not particularly limited, and may be a lift target provided on the donor substrate or on the donor substrate via a light absorbing layer (not shown in FIG. 1A).
  • the present invention includes, but is not limited to, a thin film typified by the organic EL layer described in the above-mentioned patent document, and a thin film formed in a fine element shape and regularly arranged.
  • the lift mechanism includes a light absorbing layer irradiated with laser light, which generates a shock wave, whereby an object is separated from the donor substrate and lifted toward the receptor substrate, or has a light absorbing layer.
  • the present invention includes, but is not limited to, those separated by a laser beam directly applied to an object.
  • the material of the donor substrate may be any material as long as it has transmission characteristics with respect to the wavelength of the laser beam, and is preferably a material having a small amount of deflection due to an increase in the size of the substrate. If the amount of deflection is so large that the uniformity of the gap between the donor substrate and the receptor substrate cannot be satisfied, the method of holding the donor substrate in the donor stage (Yd, ⁇ d), for example, by forming an adsorption area near the center of the donor substrate. In addition to mechanical correction by providing, etc., there is a method of correcting by using a gap sensor based on a combination of a height sensor described later.
  • the movable range of the donor stage includes an XY plane region where the donor substrate is to be moved in order to lift an object located near the edge of the donor substrate to the receptor substrate, and a range depending on the size of the receptor substrate.
  • the predetermined range in which the donor stage (Xd, Yd) is to move is approximately 800 mm. ⁇ 800 [mm]. This is shown in FIG. If it is necessary to move the substrate further for removing the donor substrate, that region is also included.
  • the “plate” is not particularly limited in its material, but must be a material having extremely high rigidity.
  • the surface plate 1 (G1) is desirably formed in a “U” shape or a “ ⁇ ” shape in a top view in order to impart rigidity.
  • the surface plate 2 is shown as a single sheet.
  • the surface plate 2 is a surface plate provided in two in the Y-axis direction, and a linear scale and a linear motor May be placed.
  • the surface plate 1 and the surface plate 2 can be structured to be fixed on the same basic surface plate (G).
  • G1 may be configured to be a combination of a surface plate 11 (G11) and a surface plate 12 (G12).
  • a highly rigid member such as steel, stone, or ceramic for the material of any surface plate.
  • a stone represented by granite (granite / granite) can be used, and the stone is not limited to this. Further, it is not necessary that all the surface plates are made of the same material.
  • each stage will be described in detail in an embodiment described later, but the following operation is generally performed.
  • the X-axis (Xd) of the donor stage is set on G1 with the Y-axis (Yd) of the donor stage suspended, and moves in the X-axis direction. This movement changes the relative position along the X axis between the donor substrate and the receptor substrate.
  • the movement is shown in FIG. 1B.
  • details of the movable table of the stage, the linear guide, and the like are not shown.
  • the method of installing the optical stage (Xo) on a surface plate or the like is not limited. For example, a state where the optical stage (Xo) is mounted on Xd, a state where the optical stage (Xo) is installed on the same surface plate as the surface plate on which Xd is installed, or Xd
  • Various mechanisms can be selected, such as a state of being placed on a surface plate different from the above.
  • Xo moves in the X-axis direction in parallel with Xd, and the relative positions of the shaping optical system (H), the field lens (F), the mask (M), and the projection lens (Pl) are not changed. These are moved together.
  • the movement of Xo along the X axis changes the relative positional relationship between the donor substrate and the projection lens. The state of the movement is shown in FIG. 1C.
  • the structure When it is not necessary to change the relative positions of the donor substrate and the projection lens in the X-axis direction, the structure always moves together with the X-axis of the donor stage, that is, the optical stage is omitted, and the homogenizer, the field lens, the mask and the projection lens are omitted. May be fixed on the X-axis of the donor stage or separately on the surface plate.
  • the mask is held on a mask stage, and the mask stage has at least a W axis that moves in the X axis direction together with at least the field lens, and preferably also has a U axis in the Y axis direction and a V axis that moves in the Z axis direction.
  • an aperture mask having a pattern one size larger than the mask pattern may be provided in front of the mask, and a double mask structure may be provided together with the mask.
  • the Y-axis of the donor stage (Yd) and the Y-axis of the receptor stage (Yr) may be the same or different speeds while maintaining a constant gap between the donor substrate and the receptor substrate during the lifting process, and maintaining a very high degree of parallelism. Move with. And, by the above-mentioned structure such as the moving method of each stage group and the platen which supports them, the moving mechanism of the receptor substrate is limited to the Y axis, and the moving mechanism of the donor substrate is separated from the moving mechanism of the donor substrate. It is possible to suppress the mutual influence due to the interference and vibration of the area, and to cope with the enlargement and miniaturization of the size of the receptor substrate.
  • the X-axis of the donor stage is mounted on the surface plate 1
  • the optical stage is mounted on the X-axis of the donor stage. It is a lift device characterized by the following.
  • FIG. 1A shows main components (in side view) of the lift device according to the second invention.
  • FIG. 1B shows a state (side view) in which Xd moves with Xo placed thereon from the state of FIG. 1A.
  • FIG. 1C shows a state (side view) in which Xo moves on Xd from the state of FIG. 1B.
  • FIG. 1D shows a top view of FIG. 1C.
  • the optical stage is mounted on the surface plate 1, and the X axis of the donor stage is suspended from the surface plate 1. It is a lift device.
  • FIG. 2A shows main components (in a side view) of the lift device according to the third invention.
  • FIG. 2B shows a state (side view) in which Xd and Xo have moved the same distance on G1 (Xd is hung on G1) from the state of FIG. 2A.
  • FIG. 2C shows a state (side view) in which only Xo has moved on G1 from the state of FIG. 2B.
  • the X-axis of the donor stage is installed on the surface plate 1 and the optical stage is mounted on a surface plate 3 different from both the surface plate 1 and the surface plate 2. It is a lift device characterized by being performed.
  • installed on the surface plate 1 includes a state of being placed on the surface plate 1 and a state of being suspended from the surface plate 1, and is not limited thereto.
  • both the distance between the X axis of the donor stage and the surface plate 1 and the distance between the X axis of the donor stage and the Y axis of the donor stage are respectively set.
  • a lift device having a rotation adjustment mechanism for finely adjusting an installation angle in an XY plane between the two.
  • FIG. 3A shows an example of a rotation adjusting mechanism (RP) installed between the X axis (Xd) of the donor stage and the surface plate 1 (G1).
  • RP rotation adjusting mechanism
  • FIG. 3A the left diagram shows a top view
  • the right diagram shows a side view from the X-axis direction.
  • a row of holes located on the outside in the top view is used for fixing to the G1 and has "play" (room) for having a rotation adjusting function.
  • two rows of holes located inside in the top view are holes through which screws for fixing the linear guides of RP and Xd pass.
  • FIG. 3B shows an example of the RP installed between Xd and the Y axis (Yd) of the donor stage suspended therefrom.
  • Two rows of holes located on the outside in the top view are used for fixing to Xd, and have “play” to have a rotation adjusting function. Further, two rows of holes arranged in the Y-axis direction are used for fixing with Yd.
  • an RP different from the above can be used as the RP installed between G1 and Xd.
  • a fulcrum (a rotation axis in the Z-axis direction) for rotating and adjusting the RP on which Xd is placed (not shown) with respect to G1 in the XY plane with respect to G1 is provided on the contact surface between the RP and G1.
  • a power point for the fulcrum is provided on the side surface (vertical surface) of the RP sufficiently distant from the fulcrum.
  • a large screw that is pushed horizontally toward the point of force is installed.
  • a large screw is installed on the side of the RP opposite to this.
  • the X-axis of the donor stage and the optical table, the X-axis of the donor stage and the optical stage, and the X-axis of the donor stage A lift device having a rotation adjustment mechanism between the donor stage and the Y axis for fine adjustment of an installation angle in an XY plane between the two.
  • the RP used between G1 and Xd shown in FIG. 3A, the RP used between Xd and Xo shown in FIG. 3C, and the RP used between Xd and Yd shown in FIG. 3B are used. be able to.
  • the X-axis of the donor stage and the surface plate 1, the optical stage and the surface plate 1, and the X-axis of the donor stage and the donor A lift device having a rotation adjusting mechanism for finely adjusting an installation angle between the stage and a Y axis in an XY plane between the two.
  • the RP shown in FIG. 3A is used as a rotation adjusting mechanism between Xo and G1 and between Xd and G1, respectively, while the RP shown in FIG. 3B is used as a rotation adjusting mechanism between Xd and Yd.
  • the former RP has holes through which Xo and Xd linear guide fixing screws are passed, and the "play" provided in the holes allows the respective linear guides for the stage to be fixed in the XY plane between the RP and G1. Adjust the installation angle.
  • the X-axis of the donor stage and the surface plate 1, the optical stage and the surface plate 3, and the X-axis of the donor stage and the donor A lift device having a rotation adjusting mechanism for finely adjusting an installation angle between the stage and a Y axis in an XY plane between the two.
  • a ninth invention is a lift device according to any one of the first to eighth inventions, wherein the pulse laser device is an excimer laser.
  • the oscillation wavelength of the excimer laser is mainly 193, 248, 308, or 351 [nm], but is preferably selected from these depending on the material of the light absorbing layer and the light absorption characteristics of the object.
  • a tenth invention is the lift device according to the ninth invention, further comprising a pulse shutter for interrupting an arbitrary pulse train of a laser pulse emitted from the pulse laser device.
  • the laser device that performs pulse oscillation receives a trigger signal from the programmable multi-axis control device and starts oscillating.However, the energy of a pulse within a certain number of times or a fixed time immediately after the oscillation is so high that it cannot be used depending on its application. Is known to be unstable. Therefore, in order to eliminate the unstable pulse group, it is necessary to eliminate it by a mechanical shutter operation. Specifically, for example, in the case of an excimer laser that oscillates at 1 [kHz], the time window between adjacent laser pulses is about 1 [ms], and a certain distance is moved (crossed) within this time. A high-speed shutter function that can be used is required. This constant distance depends on the spatial size of the laser beam at the place where the shutter is operated.
  • the required shutter operation speed is 5 [m / s]
  • An ultra-high-speed shutter that moves an optical element in and out of an optical path using a coil or the like is required. Even if the spatial size is reduced by a molding optical system or the like and the distance traversed by the shutter member can be shortened, it is easily damaged depending on the energy density of the laser beam.
  • the programmable multi-axis control device has a function of simultaneously controlling at least a Y axis of the receptor stage and a Y axis of the donor stage, and moves these stages.
  • a lift device comprising means for correcting the moving position error using two-dimensional distribution correction value data created in advance to correct the position error.
  • the position correction of the receptor substrate and the donor substrate at the time of laser beam irradiation is performed using the pseudo two-dimensional distribution correction value data information on the XY plane by any combination of Xd or Xo and Yr or Yd. Is what you do.
  • Factors of the position error to be corrected include, but are not limited to, pitching, yawing, and rolling accompanying the movement of each stage.
  • the parameters for determining the correction value include the moving speeds of Yr and Yd and the ratio thereof in addition to the position information of each stage.
  • the high magnification camera for monitoring the position of the donor substrate is provided on the Z axis of the receptor stage, or the high magnification camera for monitoring the position of the receptor substrate is provided on the donor stage.
  • a lift device is provided on the X-axis of the stage or a part that moves with the stage, or the optical stage or a part that moves with the optical stage.
  • the “portion of the donor stage that moves together with the X axis” includes Yd suspended from Xd.
  • the parallelism between the Y axes and the X axes of each stage, and the perpendicularity between the Y and X axes of each stage are important parameters that affect the lift position accuracy.
  • the amount of displacement in the direction orthogonal to the movement distance of each stage holding the alignment substrate is measured with a high-magnification and high-resolution camera. Monitor and adjust the squareness using the rotation adjustment mechanism.
  • both stages are moved (parallel running) by the same distance in synchronization with each other, and the high-magnification camera attached to one of the stages is used to adjust the pattern attached to the opposite stage. It is observed whether or not the position of the matched alignment mark image (such as a cross mark) is stationary without moving. In this case, movement in the Y-axis direction indicates an abnormality in synchronization between Yd and Yr, and movement in the X-axis direction indicates an adjustment error in the parallelism between Yd and Yr.
  • a CCD camera is generally used as the high magnification camera.
  • magnification and the like depend on the lift position accuracy, as an example, when detecting the above-mentioned [ ⁇ rad] order shift amount, that is, when detecting the 1 [m] shift amount with respect to the stage moving distance of 1 [m]. And a resolution of 1 [ ⁇ m] and a magnification of about 20 to 50 times.
  • the donor stage and the receptor stage include a gap sensor for measuring a gap between the surface (lower surface) of the donor substrate and the surface of the receptor substrate. Device.
  • the gap sensor is a combination of height sensors installed on each of the donor and receptor stages.
  • the height sensor installed on the donor stage measures the distance to the receptor substrate and the height installed on the receptor stage.
  • the sensor measures the distance to the donor substrate, and calculates the gap between the donor substrate and the receptor substrate from both the measured values and the height information of the height sensor.
  • the lift is provided with position measuring means using a laser interferometer for each of the Y axis of the receptor stage and the Y axis of the donor stage. Device.
  • the configuration of the laser interferometer for the Y axis (Yr) of the receptor stage includes a mirror (Ic) held at a portion that moves together with Yr, and a surface plate that is not easily affected by vibration or the like due to the movement, for example, a surface plate 2 ( G2) and a configuration including an interferometer laser (IL) fixed to G2) and a ⁇ wavelength plate or the like (not shown).
  • a three-axis corner cube is used as the mirror, and it is desirable that the mirror be as close as possible to the position (height) of the receptor substrate.
  • An outline is shown in FIG. 5A. (Z axis and ⁇ axes of the donor stage group and the receptor stage are not shown.)
  • Yr is controlled by the programmable multi-axis control device based on the position information from the linear encoder, but is used for calibration of the linear encoder.
  • This laser interferometer is used for calibration at the time of fine adjustment.
  • the configuration of the laser interferometer for the Y axis (Yd) of the donor stage includes Ic held on a surface that moves together with Yd suspended from Xd, IL similarly fixed to Xd, a ⁇ wavelength plate, and the like. (Not shown). Again, it is desirable to use a three-axis corner cube (retro reflector) as the mirror and to be as close as possible to the position (height) of the donor substrate. An outline is shown in FIG. 5B. (The receptor stage group is not shown.) Regarding the selection of any of the detection methods of the laser for the interferometer, the optimum one may be selected according to the required lift position accuracy.
  • a fifteenth invention is based on the fourteenth invention, and further comprises a confocal beam profiler having an imaging surface at a position conjugate to a position where the mask pattern is reduced and projected by the projection lens to form an image.
  • a confocal beam profiler having an imaging surface at a position conjugate to a position where the mask pattern is reduced and projected by the projection lens to form an image.
  • the position and spatial intensity distribution state of the laser light reduced and projected on the donor substrate surface, and the state of the image formation can be adjusted in real time with the same accuracy as the image resolution of the reduced image forming optical system. Can be monitored.
  • the deflection amount of the donor substrate is measured in advance together with the XY position information of the donor substrate using the gap sensor, and based on the two-dimensional distribution data of the deflection amount obtained by the measurement.
  • a lift device according to a thirteenth invention wherein the lift is performed while correcting the gap between the donor substrate and the receptor substrate by using the Z-axis (Zr) of the receptor stage or the Z-axis stage of the projection lens. How to use.
  • a seventeenth invention is a method for adjusting the parallelism between the Y axis of the receptor stage and the Y axis of the donor stage in the assembling step of the lift device according to any one of the fifth to eighth inventions, Based on the Y-axis of the receptor stage, the straightness of which has been adjusted together with the Z-axis and the ⁇ -axis of the receptor stage, the perpendicularity between the Y-axis of the receptor stage and the X-axis of the donor stage is defined as Adjusting by a rotation adjusting mechanism located between the donor stage and the X axis; and adjusting the Y axis of the donor stage suspended from the X axis of the donor stage and the Y axis of the receptor stage whose squareness has been adjusted.
  • the high-magnification camera is located at the highest position of each stage or plate placed on Yr and has high rigidity in order to accurately confirm and adjust the parallelism between Yd and Yr. It is desirable to attach.
  • the present invention realizes an increase in the size of the receptor substrate and a reduction in tact time in the lift device while maintaining high lift position accuracy, based on the high synchronous position accuracy between the donor substrate and the receptor substrate.
  • FIG. 1 shows a main component (in a side view) of a lift device according to the present invention.
  • (Second invention) 1A shows a state (side view) in which the X-axis of the donor stage has moved with the optical stage mounted thereon from the state of FIG. 1A.
  • FIG. 1B shows a state (side view) in which the optical stage has moved on the X axis of the donor stage from the state shown in FIG. 1B.
  • the top view of FIG. 1C. 1 shows a main component (in a side view) of a lift device according to the present invention.
  • (Third invention) 2A shows a state (side view) in which the X axis of the donor stage and the optical stage have moved the same distance on the surface plate 1 from the state of FIG.
  • 2A. 2B shows a state (side view) in which only the X-axis of the donor stage is moved on the surface plate 1 from the state of FIG. 2B.
  • An example of a rotation adjustment mechanism used between G1 and Xd is shown.
  • An example of a rotation adjustment mechanism used between Xd and Yd is shown.
  • An example of a rotation adjustment mechanism used between Xd and Xo is shown.
  • the range in which the donor stage should move according to the size of the receptor substrate is shown.
  • 7 shows a state where a Y-axis laser interferometer of a receptor stage is installed.
  • 4 shows how a laser interferometer for a Y-axis of a donor stage is installed.
  • An example of a pattern applied to a mask is shown.
  • the state of the lift process using a plurality of rows of mask patterns is shown.
  • the state of the monitor of the confocal beam profiler is shown.
  • 7 shows the first shot of the lift process.
  • 7 shows a second shot of the lift process.
  • 7 shows a third shot of the lift process.
  • the state of the receptor substrate after one scan with a gear ratio of 1: 2 is shown.
  • 6 shows a state of step scanning on the X axis of the donor stage.
  • 5 shows a synchronization position error when the Y axis of the receptor stage and the Y axis of the donor stage are translated.
  • 7 shows a first shot of a lift step using a matrix-shaped donor substrate.
  • 7 shows a second shot of a lift step using a matrix-shaped donor substrate.
  • 7 shows a third shot of a lift step using a matrix donor substrate.
  • a layer-shaped (solid film) object formed in one leaf via a light absorption layer on a donor substrate having a size of 200 ⁇ 200 [mm] is placed in a 400 ⁇ 400 [mm] size.
  • An example is shown in which a total of 144 million pieces of 12,000 ⁇ 12,000 elements are lifted in a matrix form as element-shaped lift objects having a shape of 10 ⁇ 10 [ ⁇ m] per receptor substrate. These 144 million lift positions have a positional accuracy of ⁇ 1 [ ⁇ m], and the vertical and horizontal pitches are 30 [ ⁇ m].
  • FIG. 1A shows main components of a lift device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A illustrations of a laser device, a control device, and other monitors are omitted, and the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are shown in the figure.
  • the surface plate 1 (G1), the surface plate 11 (G11), the surface plate 12 (G12) and the surface plate 2 (G2) were all stone surface plates using granite. And iron of high synthesis was used for the base platen (G).
  • This embodiment is an embodiment based on the configuration of the sixth invention.
  • the laser device used in the first embodiment is an excimer laser having an oscillation wavelength of 248 [nm].
  • the spatial distribution of the emitted laser light is approximately 8 ⁇ 24 [mm], and the beam divergence angle is 1 ⁇ 3 [mrad].
  • Each of them is represented by (length x width), and the numerical value is FWHM.
  • the specifications of the excimer laser are various, and the emitted laser light is vertically long (the vertical and horizontal are reversed) in addition to the difference in output, the difference in repetition frequency, the difference in beam size, the difference in beam divergence, and the like. ), But there are many excimer lasers that can be used in the first embodiment due to addition, omission, or design change of the optical system.
  • the laser device also depends on its size, but is generally installed on a base (laser platen) different from the base on which the stage group of the lift device is installed.
  • the shaping optical system has its optical axis held on an optical stage (Xo) along the X axis, and the optical stage is connected to the X axis of the donor stage for moving the donor substrate. (Xd).
  • the laser light immediately before being incident on the shaping optical system is adjusted by the telescope optical system so as to be substantially parallel light at any position within the X-axis movement range of the donor stage. Therefore, regardless of the movement of Xd and / or Xo in the X-axis direction, the light always enters the shaping optical system at substantially the same size and the same angle (perpendicular).
  • the size is approximately 25 ⁇ 25 [mm] (length ⁇ width).
  • the shaping optical system (H) according to the first embodiment is obtained by combining two sets of uniaxial cylindrical lens arrays at right angles in a plane perpendicular to the optical axis direction.
  • the first-stage lens array in each set is arranged so that an image is formed on the mask (M) by the second-stage lens array and a condenser lens (not shown) located after the first-stage lens array.
  • the laser beam that has passed through the shaping optical system enters the mask via the field lens (F) constituting the image-side telecentric reduction projection optical system in combination with the projection lens (Pl).
  • the size of the laser beam on the mask is 1 ⁇ 50 [mm] (FWHM), and the size of the area whose spatial intensity distribution uniformity is within ⁇ 5% is 0.5 ⁇ 45 [mm] or more. Have maintained.
  • the mask is fixed to a mask stage. As described above, this mask stage moves with the field lens in the X axis direction, the W axis, the Y axis direction, the V axis moving in the Z axis direction, and the YZ plane. It has a total of six axis adjustment mechanisms of a TV axis for adjusting the inclination with respect to the R axis and the V axis which are the rotation axes, and a TU axis for adjusting the inclination with respect to the U axis.
  • FIG. 6 shows the outline.
  • the window portion (a) shown in white without chrome plating transmits laser light
  • the colored portion (b) with chrome plating blocks laser light.
  • the shape (a) of one window is 50 ⁇ 50 [ ⁇ m], and a total of 300 windows are arranged in the X-axis direction (one line) at an interval of 150 [ ⁇ m] over 43.85 [mm].
  • the surface on which chromium plating is performed is on the emission side of the laser light, and the antireflection film for 248 [nm] is applied on the incident side. Further, instead of chromium plating, aluminum evaporation or a dielectric multilayer film can be used.
  • the lift process may be performed within the range of the size of the laser beam irradiated onto the mask from the shaping optical system and within the movable range of the mask stage.
  • a mask on which a different pattern is drawn can be used.
  • FIG. 7 a case where a lift step of scanning the donor substrate (D) a plurality of times or reciprocatingly at the same speed during the one-time scanning of the receptor substrate (R) (including an intermediate stop) is used.
  • the mask pattern shown in FIG. 6 is not a single line but a plurality of lines (however, the laser irradiation is intermittently and selectively irradiated out of the mask patterns. In FIG. 7, it is displayed as a 3 ⁇ 2 matrix). It is also possible to adopt. This makes it possible to use a donor substrate smaller in size than the receptor substrate.
  • the laser beam that has passed through the mask pattern changes its propagation direction vertically downward (-Z direction) by an epi-illumination mirror, and enters the projection lens.
  • This projection lens is provided with an antireflection film for 248 nm and has a reduction magnification of 1/5. Details are shown in Table 1 below.
  • the laser light emitted from the projection lens enters from the back surface of the donor substrate, and is positioned at a predetermined position of the light absorption layer formed on the front surface (lower surface) at a reduced size of 1/5 of the mask pattern. Projected accurately.
  • the predetermined position in the XY plane is adjusted with the X axis (Xd), the Y axis (Yd), and the ⁇ axis ( ⁇ d) of the donor stage with reference to an alignment mark or the like previously attached to the donor substrate. It is determined.
  • a mask on which a Z-axis stage (Zl) of the projection lens and a field lens (F) are placed Adjust the position of the W axis of the stage.
  • Z-axis stage a function of adjusting the donor substrate in the Z-axis direction (Z-axis stage) can be added, it is necessary to consider a decrease in lift position accuracy due to an increase in the load applied to the X-axis (Xd) of the donor stage.
  • FIG. 8 shows the state of the adjustment screen.
  • the spatial intensity distribution of the laser light reduced and imaged on the interface between the donor substrate surface and the light absorbing layer is monitored in real time and with high resolution.
  • the above is the function performed by the device configuration in the first embodiment regarding the propagation of the pulsed laser light emitted from the laser device.
  • the X axis (Xd) of the donor stage is mounted on the stone surface plate 1 (G1), and the optical stage (Xo) is mounted thereon.
  • the receptor stage group (Yr, ⁇ r, Zr) is mounted on a stone platen 2 (G2). And the whole is built on the basic surface plate (G).
  • the rotation adjusting mechanism (RP) is provided between G1 and Xd, between Xo and Xd, and between Xd and Yd (not shown).
  • an adjustment substrate AD held on the donor stage is used instead of the donor substrate, and an adjustment substrate AR mounted on the receptor stage is used instead of the receptor substrate.
  • Lines indicating the X-axis (alignment line X) and the Y-axis (alignment line Y) which form a right angle as an alignment line are drawn on each adjustment substrate, and a mark is also given at a predetermined position (interval). I have.
  • the Xd axis is moved by 400 [mm], and the mounting angle of the two is adjusted using the above-described rotation adjusting mechanism between G1 and Xd so that the displacement amount of the alignment line X in the Y-axis direction falls within 1 [ ⁇ m].
  • the mounting angle of Xd with respect to G1 and Xd that is, Yr, is adjusted.
  • the Xo axis is moved by 200 [mm], and the parallelism of the optical stage (Xo) with respect to the X axis (Xd) of the donor stage is adjusted so that the amount of displacement of the alignment line X in the Y axis direction is within 0.5 [ ⁇ m]. Is adjusted by a rotation adjusting mechanism between them.
  • the optical stage (Xo) is moved by 200 [mm], and the donor suspended on the X-axis (Xd) of the donor stage is adjusted so that the displacement of the alignment line X in the Y-axis direction is within 0.5 [ ⁇ m].
  • the perpendicularity of the stage to the Y axis (Yd) is adjusted by a rotation adjusting mechanism between them.
  • the Y-axis (Yd) of the donor stage is moved by 400 [mm], and it is confirmed whether or not the displacement of the alignment line Y in the X-axis direction is within 1 [ ⁇ m]. Further, in order to confirm the same at the other end of the receptor stage, Xd was moved to the other end, then Yd was moved again by 400 [mm], and the displacement of the alignment line Y in the X-axis direction was 1 [ ⁇ m]. Make sure it is within It is also possible to make Yd and Yr move in parallel and observe a change in the position of the alignment mark.
  • the high-magnification CCD camera When the high-magnification CCD camera is mounted on the Y-axis (Yd) of the donor stage, there is a possibility that the CCD camera may come into contact with these depending on the position of the X-axis of the donor stage and the shape (opening) of the stone platen 1.
  • the high-magnification CCD camera is mounted not on Yd but on the Z-axis (Zr) of the receptor stage, and the Y-axis (Yr) of the receptor stage is moved by 200 [mm] to adjust the alignment line Y of the adjustment substrate AD. It is also possible to observe and confirm the shift amount in the X-axis direction.
  • Stone platen 1 (G1) and stone platen 2 support each stage independently, and Yd is suspended from Xd installed on G1. Therefore, directly adjust the parallelism between Yr and Yd. Although it is not possible, the parallelism between Yr and Yd is adjusted step by step in the [ ⁇ rad] order as described above. It should be noted that since the errors in the parallelism (squareness) accumulate as the adjustment steps are performed in the order of 1) to 6), it is desirable to adjust the allowable deviation amount in the initial stage to be as small as possible. In the adjustment steps 1) to 6), the adjustment of the parallelism and the squareness of each stage on the XY plane is described, but adjustment about other axes (X axis and Y axis) is also necessary.
  • Top @ View in FIGS. 9A to 9C is an image in which an operator is arranged on the left side of these figures, and the donor substrate (D) and the receptor substrate (R) scan back and forth with respect to the operator.
  • the amount of deflection of the donor substrate which is set by being attracted to the ⁇ axis ( ⁇ d) of the donor stage is measured over the entire surface of the donor substrate, and is mapped together with positional information as two-dimensional data. This information is used as a correction amount of the Z axis (Zr) of the receptor stage corresponding to the X axis (Xd) and the Y axis (Yd) of the donor stage moving during the lift process.
  • a predetermined position on the left of the receptor substrate (R) and the donor substrate (D) as viewed from the operator is defined as the origin of each substrate.
  • the positions of the optical stage (Xo) and the receptor stage (Yr, ⁇ r) when the laser light is irradiated to the origin of the receptor substrate are defined as origins.
  • the position of the donor stage (Xd, Yd, ⁇ d) at the time of irradiation with the laser beam (LS) is defined as the origin of each.
  • the origin of each stage is not limited to one end of the stroke range, but is a position where a stroke corresponding to the subsequent lift process or the removal of the substrate is left.
  • FIG. 9A shows a state where the first pulse of the laser beam (LS) is applied to the donor substrate (D) and the receptor substrate (R) at the origin positions.
  • Side @ View side view
  • Top @ View top view
  • the dashed line indicates how the laser light is irradiated onto the object (S) by the reduction projection optical system, and the light absorbing layer (not shown) in the irradiated area of 10 ⁇ 10 [ ⁇ m] receives the laser light. Is absorbed and ablated, generating a shock wave, which lifts the object in the same area to the opposing receptor substrate.
  • three objects are illustrated, in the case of the first embodiment, a total of 300 objects are lifted at one time toward the receptor substrate.
  • the laser device oscillates at 200 [Hz], and the lift is performed in one shot. Therefore, the receptor stage (Yr) moves the receptor substrate to the next irradiation position at a speed of 6 [mm / mm]. s] to scan without stopping in the ⁇ Y direction.
  • the donor substrate is also stopped in the -Y direction at a speed of 3 [mm / s] while synchronizing the position of the Y axis (Yd) of the donor stage with the Y axis (Yr) of the receptor stage. Without scanning. That is, the moving speed ratio (gear ratio) between Yd and Yr is 1: 2.
  • FIG. 9B shows the state of the second shot in which each substrate has moved.
  • Synchronization of the positions of Yr and Yd is performed by using Yr as a reference (master) and Yd as a slave (slave), using a gear command of the stage system, and synchronizing both stages in gear mode.
  • a programmable multi-axis control device is used for the control system.
  • the actual value of the stage position measured by the laser interferometer is used to determine the gear ratio in the gear command.
  • a corner cube (Ic) that moves together with the Yr moving table and forms a laser interferometer near the receptor substrate is attached, and a He-Ne laser (IL) having a wavelength of 632.8 [nm] and a light receiving unit (shown in FIG. 5A) (Omitted) is set on the stone surface plate 2 (or an equivalent immovable position).
  • a corner cube is attached to the side of the Yd moving table, and the interferometer laser and the light receiving unit (not shown in FIG. 5B) are installed in Xd.
  • each stage starts accelerating from a position before the origin so that the stage has already been moved at a constant velocity at a stable position.
  • the laser pulse needs to be cut off so that the donor substrate is not irradiated with laser light. Therefore, the programmable multi-axis control device transmits an external oscillation trigger or a high-speed shutter operation start trigger to the laser device and a stage drive signal with high accuracy.
  • FIG. 9C shows the state of the third shot.
  • the moving distance of the receptor substrate (R) is twice as long as the moving distance of the donor substrate (D). After this, the movement of the receptor substrate and the donor substrate proceeds similarly.
  • both the Y axis (Yr) of the receptor stage and the Y axis (Yd) of the donor stage return to the origin.
  • the acceleration distance in the next scan is taken into account. The same applies to the following.
  • the X axis (Xd) of the donor stage returns to the position of ⁇ 9 [mm] from the origin. Then, the lift process is started again from a new area. Hereinafter, this is repeated.
  • a region that has not been irradiated with laser light during the first 180 [mm] scan of Xd (20 step movements of ⁇ 9 [mm]) (in the figure, irradiation of the next laser light (LS))
  • the target area on the donor substrate can be lifted to the receptor substrate without waste by irradiating the predetermined area with a laser beam to the target area.
  • the distance of 400 [mm] at a moving speed of 150 [mm / s] with the Y axis (Yr) of the receptor stage as a reference (master) is set to the Y axis of the donor stage by the apparatus configuration of the first embodiment.
  • the figure shows a synchronous position error between the two stages when a distance of 200 [mm] is synchronized and translated at a moving speed of 75 [mm / s] with (Yd) as a slave (slave).
  • the error amount ( ⁇ Yr) between the position information obtained from the linear encoder and the position information measured by the laser interferometer is synchronized with half the speed.
  • the lift pattern of the target object onto the receptor substrate in the first embodiment is, as described above, 10 ⁇ 10 [ ⁇ m] lifted in a matrix at an interval of 30 [ ⁇ m]. [ ⁇ m], one donor substrate can lift four receptor substrates.
  • the object on the donor substrate surface is formed in a matrix shape on the donor substrate having the same size of 200 ⁇ 200 [mm] unlike the one in the first embodiment in which the object is in a single-leaf layer state.
  • the arrangement of the object finally lifted to the receptor substrate is the same as that of the first embodiment, but in the second embodiment, the object is also previously arranged at twice the density on the donor substrate in advance. The difference is that this is lifted onto the receptor substrate with a positional accuracy of ⁇ 1 [ ⁇ m]. Then, in this case, the position synchronization accuracy between the Y axis (Yd) of the donor stage and the Y axis (Yr) of the receptor stage is more strictly required as compared with the first embodiment.
  • the method of lifting an object on the donor substrate surface to the receptor substrate is the same as in the first or second embodiment.
  • the method of adjusting the degree of parallelism between the Y axes and the degree of parallelism between the X axes of each stage, and the method of adjusting the perpendicularity between the respective Y axis and the X axis are different from those in the above embodiment. That is, the adjustment method described in the first embodiment performs the adjustment steps 1) to 6) in order to adjust the parallelism between the Y axis (Yr) of the receptor stage and the Y axis (Yd) of the donor stage.
  • the parallelism between Yr and Yd is performed at an early stage of the adjustment step.
  • This adjustment step is an adjustment step as a premise common to the first and second embodiments.
  • the Y-axis (Yr) of the receptor stage installed on the stone surface plate 2 (G2) and the ⁇ -axis ( ⁇ r) installed thereon, and also the Z-axis (Zr) and the straightness of the holder of the receptor substrate (horizontal plane) Is adjusted by using a laser interferometer or the like with respect to the Z axis which is a vertical direction when is defined as an XY plane.
  • adjustments that may affect the squareness of the receptor stage group are not performed, and all adjustments of the other stages are made with reference to the top surface of this receptor stage group, for example. Do.
  • Xd is moved by 400 [mm], and the mounting angle of Xd with respect to the stone platen 1, that is, the perpendicularity of Xd with respect to Yr, is set so that the amount of displacement of the alignment line X in the Y-axis direction falls within 0.3 [ ⁇ m]. , Using a rotation adjustment mechanism.
  • a shim plate is provided between Yd or Xd and a rotation adjustment mechanism provided between Xd and Yd so that the variation falls within 5 [ ⁇ m] or a range sufficiently smaller than the depth of focus of the image formed by the projection lens. Then, the degree of parallelism in the YZ plane between Yr and Yd is adjusted.
  • FIG. 2A shows main components of the lift device according to the fourth embodiment.
  • the seventh invention has a basic configuration. 2A to 2C, illustrations of a laser device, a control device, and other monitors (all of which are the same as those in the first embodiment) are omitted, and the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are shown in the drawings. Further, the arrangement of the donor substrate, the receptor substrate, and the object to be lifted on the donor substrate and the arrangement after the lift to the receptor substrate used in the fourth embodiment are the same as those of the second embodiment.
  • the state of the optical system from when the pulsed laser light is emitted from the excimer laser device to the irradiation of the lift target on the donor substrate is described below with reference to FIGS. 1A and 2A.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment except for the part caused by the difference. That is, in the case of the lift device according to the sixth invention shown in FIGS. 1A to 1C, the X-axis (Xd) of the donor stage is placed on the stone platen 1 (G1), and the optical stage (Xo) is placed thereon in this order. On the other hand, in the case of the lift device according to the seventh invention shown in FIGS. 2A to 2C, the point that Xo is mounted on G1 and Xd is hung below G1 is the stage group. Is the difference in construction.
  • this shaping optical system is installed on an optical stage (Xo) that moves in the X-axis direction so that its optical axes are parallel.
  • Xo is mounted on a stone surface plate 1 (G1) made of glinite, and has a rotation adjustment mechanism (RP) between the two.
  • RP rotation adjustment mechanism
  • Xo is perpendicular to the Y axis (Yr) of the receptor stage mounted on the stone surface plate 2 (G2) different from G1, and parallel to the X axis (Xd) of the donor stage.
  • the laser light immediately before being incident on the shaping optical system is adjusted by the telescope optical system so as to have substantially the same shape (approximately 25 ⁇ 25 [mm] (length ⁇ width, FWHM)) regardless of the movement of Xo. .
  • the X axis (Xd) of the donor stage is suspended below G1, and further the Y axis (Yd) of the donor stage is suspended.
  • a rotation adjusting mechanism is provided between the two.
  • FIG. 2B a state in which Xo and Xd have moved the same distance from G1 is shown in a side view.
  • the position in the X-axis direction with respect to Yd can be changed without changing the relative position of Xo and Xd on the X-axis.
  • FIG. 2C a state in which only Xo has moved with respect to G1 is shown in a side view.
  • the relative positions of Xd and Xo on the X axis can be changed.
  • the details of the field lens (F), the mask (M), and the projection lens (Pl), which are other reduction projection optical systems, are the same as those in the first embodiment, and the laser light emitted from the projection lens is applied to the back surface of the donor substrate. , And is accurately projected to a lift target formed on the surface (lower surface) at a reduced size of 1/5 of the pattern drawn on the mask.
  • the image formation on the donor substrate surface is performed by a confocal beam profiler as in the first embodiment.
  • FIGS. 6, 10, 11 and 13A-13C The scanning and how the lift object is lifted onto the receptor substrate are illustrated in FIGS. 6, 10, 11 and 13A-13C, as well as the Y axis of the receptor stage (Yr) and the Y axis of the donor stage.
  • the position synchronization accuracy in the movement of (Yd) is the same as in FIG. 12 shown in the first embodiment.
  • the method of adjusting the parallelism between the Y axes and between the X axes of each stage, and the method of adjusting the perpendicularity between the Y axis and the X axis are the same as in the third embodiment. That is, using the Y axis (Yr) of the receptor stage whose straightness has been adjusted as a reference, the squareness between Yr and the X axis (Xd) of the donor stage suspended from the stone surface plate 1 (G1) is defined as Observation is performed by a high-magnification CCD camera fixed to the Z axis (Zr) of the receptor stage, and adjustment is performed by a rotation adjustment mechanism (RP) between G1 and Xd.
  • RP rotation adjustment mechanism
  • It can be used as a display manufacturing device.
  • AD Adjustment substrate for donor stage AR Adjustment substrate for receptor stage BP Confocal beam profiler CCD High magnification camera D Donor substrate F Field lens G Basic surface plate G1 Surface plate 1 G11 Surface plate 11 G12 Surface plate 12 G2 surface plate 2 G3 Surface plate 3 H Shaping optical system Ic Corner cube for laser interferometer IL Laser for laser interferometer LS Laser beam M Mask Pl Projection lens R Receptor substrate RP Rotation adjustment mechanism S Target TE Telescope Xd Donor stage X axis Xo Optical stage (X axis ) Yd Y-axis of donor stage Yl Projection lens and camera switching stage Yr Y-axis of receptor stage Zl Z-axis stage of projection lens Zr Z-axis of receptor stage ⁇ d ⁇ -axis of donor stage ⁇ r ⁇ -axis of receptor stage

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Abstract

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

Description

リフト装置及び使用方法
　　本発明は、ドナー基板上に位置する対象物をレセプター基板上にレーザ照射を用いて精度よくリフト（ＬＩＦＴ：Ｌａｓｅｒ　Ｉｎｄｕｃｅｄ　Ｆｏｒｗａｒｄ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）する装置に関する。
　ドナー基板上の有機ＥＬ層にレーザを照射し、対向する回路基板にこれをリフトする技術がある。特許文献１には、その技術として一つのレーザ光を矩形形状の均一強度分布を備える複数の矩形レーザ光へと変換し、これらを直列且つ等間隔に配置し、ドナー基板の所定の領域に一定時間以上隔てて所定回数重畳して照射し、ドナー基板と有機ＥＬ層間に位置する金属箔に吸収させ、弾性波を発生させ、これにより剥離された有機ＥＬ層を対向する回路基板上にリフトする技術が開示されている。
　この技術においては、ドナー基板と回路基板の間に８０～１００[μｍ]を好適値とするスペーサを挟み、これらの間隔を一定に保持した状態にて一体化したものを一台のステージ上に載置してレーザ光に対し相対的にスキャンさせる構造を用いている。しかし、この場合対向させたドナー基板と回路基板を一体化させる工程が別途必要となるほか、回路基板と同一サイズのドナー基板が必要となり、回路基板の大型化の需要に伴い製造コストや装置の大型化も必要となる。
　同じく、ドナー基板上の有機ＥＬ層を対向する回路基板にリフトする技術として、光吸収層をドナー基板と有機ＥＬ層間に設け、この光吸収層に照射したレーザ光を吸収させ、衝撃波を発生させ、１０～１００[μｍ]の間隔が設けられて対向する回路基板にリフトする技術が特許文献２において開示されている。しかし、レーザ光の走査方法やこれを実現するステージ構成、ひいては、リフト装置としての開示がない。そのため、回路基板の大型化に対応可能なリフト位置精度を維持、向上するための技術として参照することができない。
　また、半導体デバイスの製造に用いられる露光装置において、ステップアンドスキャン法に関する技術が特許文献３に開示されている。その基本的な考え方は、ウエハステージの走査露光方向に沿った一列分のショット領域を、途中いくつかのショット領域を飛ばしながら間欠的に露光して、その途中でウエハステージを停止させないというものである。すなわち、レチクルを保持するレチクルステージと、ウエハを保持するウエハステージと、レチクルのパターンをウエハに投影する投影光学系を備え、投影光学系に対してレチクルステージとウエハステージを共に走査しながら露光を行い、レチクルのパターンをウエハの複数のショット領域に順に投影する露光装置であって、走査方向に沿って並んだウエハ上の複数のショット領域に対して、該ウエハステージを静止させることなく走査移動させながら、間欠的に露光を行う装置である。これにより、ウエハの大型化且つ処理速度の高速化の要求において、ウエハステージの加減速を繰り返すステップアンドリピート方式と比べ、そのステージの走査に伴う振動や揺れの露光精度に対する影響を軽減することができる。
　しかし、この特許文献３に開示されている技術は、縮小投影露光を基本とする半導体露光装置の技術であり、本発明であるリフト技術とはその技術分野を異にするものである。すなわち、露光装置におけるレチクルステージとウエハステージの構成及び走査技術と、本発明に係るマスクパターンをドナー基板上の対象物に位置精度よく縮小投影し、さらに当該対象物を同じく高い位置精度にてレセプター基板にリフトするためのステージ構成及び走査技術とは全く異なるものである。従って、本発明における具体的なステージ構成及びその走査技術としては、これを参照することができない。
特開２０１４－６７６７１号公報 特開２０１０－４０３８０号公報 特開２０００－２１７０２号公報
　ドナー基板を保持するドナーステージ及びこれに載置される光学系を保持する光学ステージの両ステージと、レセプター基板を保持するレセプターステージを独立の機構とする構成、さらには、ドナーステージに光学ステージを直接載置するのではなく、剛性の高い定盤にそれぞれが独立して設置される機構とする構成により、各ステージの走査に伴う振動や各種エラーがステージ間の同期位置精度に影響を与えることを最小化する。その結果として、リフト位置精度を維持したままレセプター基板の大型化、細密化、及びタクトタイムの短縮に寄与するリフト装置の提供を目的とする。
　第１の発明は、移動するドナー基板の表面上に位置する対象物に向けて当該ドナー基板の裏面からパルスレーザ光を照射することで当該対象物を選択的に剥離し、これを当該ドナー基板と対向しながら移動するレセプター基板上にリフトする装置であって、パルス発振するレーザ装置と、前記レーザ装置から出射したパルスレーザ光を平行光にするテレスコープと、前記テレスコープを通過したパルスレーザ光の空間強度分布を均一に整形する整形光学系と、前記整形光学系により整形されたパルスレーザ光を所定のパターンにて通過させるマスクと、前記整形光学系と前記マスクとの間に位置するフィールドレンズと、　前記マスクのパターンを通過したレーザ光をドナー基板の表面に縮小投影する投影レンズと、前記フィールドレンズとマスクを保持するマスクステージと、前記整形光学系と前記マスクステージと前記投影レンズを保持する光学ステージと、ドナー基板をその裏面がレーザ光の入射側となる向きにて保持するドナーステージと、レセプター基板を保持するレセプターステージと、前記パルスレーザ光発振用のトリガー出力機能及びステージ制御機能を有するプログラマブル多軸制御装置と、を含み、前記レセプターステージは、水平面をＸＹ平面としたときのＹ軸、鉛直方向のＺ軸及びＸＹ平面内のθ軸を持ち、前記ドナーステージは、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸を持ち、前記投影レンズは、当該投影レンズ用のＺ軸ステージと共に前記光学ステージに保持され、前記テレスコープ、前記整形光学系、前記フィールドレンズ、前記マスク及び前記投影レンズは、当該マスクのパターンをドナー基板表面にて縮小投影する縮小投影光学系を構成し、前記ドナーステージのＸ軸は、定盤１に設置され、前記レセプターステージのＹ軸は、当該定盤１とは異なる定盤２に設置され、前記ドナーステージのＹ軸は、前記ドナーステージのＸ軸に吊設されていることを特徴とするリフト装置である。
　ここで、「移動する」基板とは、パルスレーザ光（図１Ａにおいて「ＬＳ」と表示。但し、図１Ａは第２の発明の主要構成部を示すものの、第１の発明の構成と共通する構成部分を含むため参照する。以下、同様。）の照射の際も停止せずに移動している場合と、パルスレーザ光の照射の際は停止し、移動と停止を繰り返す場合とを含み、これらは本発明に係るリフト装置によるリフト工程と要求されるタクトタイム等により選択される。また、ドナー基板（Ｄ）が移動と停止を繰り返し、レセプター基板（Ｒ）は停止しない構成や、その逆の場合の構成も含む。ドナー基板からの対象物の剥離に１ショットのみを用いる場合であって高タクトタイムが要求される場合は、好適に、ドナー基板とレセプター基板は同一又は異なる速度で停止することなく移動する構成が選択される。他方、対象物を一定厚積層させたい場合など、ドナー基板は停止することなく移動し、レセプター基板は一定ショット数の間停止する構成が選択される場合もある。
　また、「対象物」には特に限定はなく、ドナー基板上に、又は光吸収層（図１Ａにおいて、図示省略。）を介してドナー基板上に一葉に設けられたリフト対象物であって、前述の特許文献に記載された有機ＥＬ層に代表される薄膜や、微細な素子状に且つ規則的に多数配設されたものを含み、これらに限定されない。なお、リフトのメカニズムには、レーザ光を照射された前記光吸収層が衝撃波を発生し、これにより対象物がドナー基板から剥離されレセプター基板に向けてリフトされるものや、光吸収層を持たず対象物に直接照射されたレーザ光により剥離されるものを含み、これらに限定されない。
　ドナー基板の材質は、前記レーザ光の波長に対し透過特性を有していればよく、基板の大型化によるたわみ量の少ない材質が望ましい。なお、当該たわみ量がドナー基板とレセプター基板間のギャップの均一性を満たせない程に大きい場合は、ドナーステージ（Ｙｄ、θｄ）におけるドナー基板の保持方法、例えばドナー基板の中央付近に吸着エリアを設けるなどにより機械的に矯正するほか、後述するハイトセンサーの組み合わせによるギャップセンサーを用いて補正する方法がある。
　本発明においてドナーステージの可動範囲は、ドナー基板の縁付近に位置する対象物をレセプター基板にリフトするためにドナー基板が移動すべきＸＹ平面領域を含み、レセプター基板の大きさに依存する範囲をいう。一例として、ドナー基板のＸＹ平面内のサイズが２００×２００［ｍｍ］、同じくレセプター基板が４００×４００［ｍｍ］の場合、ドナーステージ（Ｘｄ、Ｙｄ）が移動すべき所定の範囲は、概ね８００×８００［ｍｍ］となる。その様子を図４に示す。なお、ドナー基板の取り外しの為にさらに移動する必要がある場合は、その領域も含む。
　また、「定盤」とあるのは、特にその材質は限定しないものの、極めて高い剛性をもつ材質でなければならない。定盤１（Ｇ１）については、剛性を持たせるために上面視にて「コ」型や、「□」型の形状にするのが望ましい。また、図１Ａにおいては、定盤２を一枚の形状にて図示しているが、具体的には、これをＹ軸方向に２本設置した定盤とし、その中間にリニアスケール及びリニアモーターを載置する構成でもよい。なお、定盤１及び定盤２は、同一の基礎定盤（Ｇ）上に固定されている構造とすることができる。さらに、Ｇ１は定盤１１（Ｇ１１）と定盤１２（Ｇ１２）との組み合わせから成る構成でもよい。
　そして、いずれの定盤の材質も、鉄鋼、石材又はセラミック材などの剛性の高い部材を用いる必要がある。例えばこの石材には、グラナイト（花崗岩／御影石）に代表される石材を用いることができ、これに限定されない。また、すべての定盤が同一の材質から構成されている必要もない。
　各ステージの移動については、後述する実施例において詳細説明するが、概ね以下の動作を行う。まず、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）は、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）を吊設した状態で、Ｇ１に設置され、Ｘ軸方向に移動する。そして、この移動はドナー基板とレセプター基板間のＸ軸に沿った相対的位置を変更する。移動の様子を図１Ｂに示す。なお、いずれの図においても、ステージの可動テーブルやリニアガイド等の詳細は図示していない。
　光学ステージ（Ｘｏ）の定盤等への設置方法は限定していないが、例えば、Ｘｄに載置された状態、Ｘｄが設置された定盤と同一の定盤に設置された状態、又はＸｄとは異なる定盤上に載置された状態など、様々な機構を選択することができる。ＸｏはＸｄと並行してＸ軸方向を移動し、整形光学系（Ｈ）、フィールドレンズ（Ｆ）、マスク（Ｍ）及び、投影レンズ（Ｐｌ）の各々の相対的位置は変動させることなく、これらを一体にて移動させる。他方、このＸ軸に沿ったＸｏの移動は、ドナー基板と投影レンズ間の相対的位置関係を変更する。その移動の様子を図１Ｃに示す。
　なお、ドナー基板と投影レンズのＸ軸方向における相対的位置の変更が不要な場合は、常にドナーステージのＸ軸と共に移動する構成、すなわち光学ステージを省略し、ホモジナイザー、フィールドレンズ、マスク及び投影レンズは全てドナーステージのＸ軸上、又は、別途定盤上に固定する構造でもよい。
　マスクは、マスクステージに保持され、そのマスクステージは、少なくともフィールドレンズと共にＸ軸方向に移動するＷ軸を有し、好適には、そのほかＹ軸方向のＵ軸、Ｚ軸方向に移動するＶ軸、ＹＺ面内の回転軸であるＲ軸、Ｖ軸に対する傾きを調整するＴＶ軸及びＵ軸に対する傾きを調整するＴＵ軸を有するとよい。また、マスクへのレーザ照射による熱量の投入を抑えるため、当該マスクの手前に、マスクパターンより一回り大きいパターンを配したアパーチャーマスクを設け、前記マスクと合わせてダブルマスク構造とすることもできる。
　ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）とレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）は、リフト工程中ドナー基板とレセプター基板のギャップを一定に保ったまま、及び極めて高い平行度を維持したまま、同一又は異なる速度で移動する。そして、各ステージ群の移動方法及びこれらを支える定盤等の上述の構造により、レセプター基板の移動機構をＹ軸に限定し、且つドナー基板の移動機構と分離することで、互いの基板の移動領域の干渉や振動による相互の影響を抑え、レセプター基板のサイズの大型化や細密化に対応できる。
　第２の発明は、第１の発明において、前記ドナーステージのＸ軸が前記定盤１の上に載置され、前記光学ステージは、当該ドナーステージのＸ軸上に載置されていることを特徴とするリフト装置である。
　図１Ａは、この第２発明に係るリフト装置の主要構成部分（側面視）を示す。図１Ｂは、図１Ａの状態から、ＸｄがＸｏを載せて移動した様子（側面視）を示す。図１Ｃは、図１Ｂの状態から、ＸｏがＸｄ上を移動した様子（側面視）を示す。図１Ｄは、図１Ｃの上面視を示す。
　第３の発明は、第１の発明において、前記光学ステージが前記定盤１上に載置され、且つ、前記ドナーステージのＸ軸が当該定盤１に吊設されていることを特徴とするリフト装置である。
　図２Ａは、この第３発明に係るリフト装置の主要構成部分（側面視）を示す。図２Ｂは、図２Ａの状態から、ＸｄとＸｏがＧ１上（ＸｄはＧ１に吊設。）を同一距離移動した様子（側面視）を示す。図２Ｃは、図２Ｂの状態から、ＸｏのみＧ１上を移動した様子（側面視）を示す。
　第４の発明は、第１の発明において、前記ドナーステージのＸ軸が前記定盤１に設置され、前記光学ステージが当該定盤１及び前記定盤２のいずれとも異なる定盤３に載置されていることを特徴とするリフト装置である。
　ここで「定盤１に設置」とは、定盤１上に載置する状態、及び定盤１から吊設する状態を含み、これらに限定されない。
　第５の発明は、第１の発明において、前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、それぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とするリフト装置である。
　ここで、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）と定盤１（Ｇ１）間に設置する回転調整機構（ＲＰ）の一例を図３Ａに示す。この図３Ａにおいて、左図は上面視、右図はＸ軸方向からの側面視を表す。そして、上面視図において外側に位置する一列の孔は、Ｇ１との固定に用いられ、且つ、回転調整機能を持たすために「あそび」（余裕・ゆとり）を有している。さらに、上面視図において内側に位置する二列の孔は、このＲＰとＸｄのリニアガイドを固定するためのネジを通す孔である。なお、「あそび」を持たせる側をこのＸｄのリニアガイド用の孔とすることも可能であるが、２本のリニアガイドを独立平行にて固定する場合、設置工程の難易度が上がる可能性がある。
　他方、Ｘｄとこれに吊設するドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）間に設置するＲＰの一例を図３Ｂに示す。上面視図において外側に位置する二列の孔は、Ｘｄとの固定に用いられ、且つ、回転調整機能を持たすために「あそび」を有している。さらにＹ軸方向に並ぶ二列の孔は、Ｙｄとの固定に用いられる。
　このほか、Ｇ１とＸｄの間に設置するＲＰとして、前記とは異なるＲＰを用いることもできる。例えば、（図示は省略するが）Ｘｄを載置するＲＰをＧ１に対しＸＹ平面内にて回転調整させるための支点（Ｚ軸方向の回転軸）を当該ＲＰとＧ１の接触面に設け、その支点から十分離れたＲＰの側面（鉛直面）に当該支点に対する力点を設ける。この力点近くのＧ１上に、力点に向かって水平に押し込む大型ネジを設置する。同様に、これと反対側のＲＰの側面に大型ネジを設置する。これにより、Ｘｄが載置されたこのＲＰを、Ｇ１に対し前記支点を中心に［μｒａｄ］オーダーでＸＹ平面内を回転させることができる。
　第６の発明は、第２の発明において、前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、当該ドナーステージのＸ軸と前記光学ステージとの間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、ぞれぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とするリフト装置である。
　これらのＲＰとしては、例えば、前出の図３Ａに示すＧ１とＸｄ間に用いるＲＰ、図３Ｃに示すＸｄとＸｏ間に用いるＲＰ、及び図３Ｂに示すＸｄとＹｄ間に用いるＲＰを使用することができる。
　第７の発明は、第３の発明において、前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、前記光学ステージと前記定盤１との間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、ぞれぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とするリフト装置である。
　ここでは、例えば、ＸｏとＧ１間及びＸｄとＧ１間の回転調整機構として図３Ａに示すＲＰをそれぞれに用い、他方、ＸｄとＹｄ間の回転調整機構として図３Ｂに示すＲＰを用いる。前者のＲＰにはＸｏ及びＸｄのリニアガイド固定用ネジを通す孔を有し、当該孔に持たせた「あそび」により、それぞれのステージ用リニアガイドが固定されたＲＰとＧ１とのＸＹ平面内の設置角度を調整する。
　第８の発明は、第４の発明において、前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、前記光学ステージと前記定盤３との間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、ぞれぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とするリフト装置である。
　第９の発明は、第１乃至第８のいずれかの発明において、前記パルスレーザ装置がエキシマレーザであることを特徴とするリフト装置である。
　ここで、エキシマレーザの発振波長は、主に１９３、２４８、３０８又は３５１［ｎｍ]であるが、光吸収層の材料や対象物の光吸収特性により、これらの中から好適に選択される。
　第１０の発明は、第９の発明において、前記パルスレーザ装置から出射するレーザパルスの任意のパルス列を遮断する、パルスシャッターを備えていることを特徴とするリフト装置である。
　パルス発振するレーザ装置は、前記プログラマブル多軸制御装置からトリガー信号を受信し発振を開始するが、その発振直後の一定数又は一定時間内のパルスのエネルギーは、その応用によっては用いることができないほどに不安定であることが知られている。よって、この不安定なパルス群を排除するため機械的シャッター動作によりこれを排除することが必要である。具体的には、例えば１［ｋＨｚ]で発振するエキシマレーザの場合、隣り合うレーザパルス間のタイムウインドーは約１［ｍｓ］であり、この時間内に一定の距離を移動（横切ることが）できる高速のシャッター機能が必要である。この一定の距離は、シャッターを動作させる場所におけるレーザ光の空間的大きさに依存し、その距離が５［ｍｍ］であれば要求されるシャッター動作速度は、５［ｍ／ｓ］となり、ボイスコイル等を用いて光路に光学素子を出し入れして行う超高速シャッターが要求される。なお、その空間的大きさを成形光学系等により小さくし、シャッター部材が横切る距離を短くできたとしても、レーザ光のエネルギー密度によっては容易に損傷してしまう。
　第１１の発明は、第１０の発明において、前記プログラマブル多軸制御装置が、少なくとも前記レセプターステージのＹ軸と前記ドナーステージのＹ軸を同時に制御する機能を有し、且つ、これらのステージの移動位置エラーを補正するために予め作成された二次元分布補正値データを用いて当該移動位置エラーを補正する手段を備えていることを特徴とするリフト装置である。
　例えば、Ｘｄ又はＸｏと、Ｙｒ又はＹｄとの、いずれかの組み合わせによる疑似的なＸＹ平面における二次元分布補正値データ情報を用いて、レーザ光の照射時の、レセプター基板とドナー基板の位置補正を行うものである。補正される位置エラーの要因には、各ステージの移動に伴うピッチング、ヨーイング及びローリングが含まれ、これらに限定されない。また、補正値を決定するパラメータには、前記各ステージの位置情報に加え、ＹｒとＹｄの移動速度とその比も含まれる。
　第１２の発明は、第１１の発明において、前記ドナー基板の位置をモニターする高倍率カメラが前記レセプターステージのＺ軸に設置され、又は、レセプター基板の位置をモニターする高倍率カメラが、前記ドナーステージのＸ軸若しくはこれと共に移動する部分、若しくは、前記光学ステージ若しくはこれと共に移動する部分に設置されていることを特徴とするリフト装置である。
　ここで、「ドナーステージのＸ軸と共に移動する部分」には、Ｘｄに吊設されるＹｄも含まれる。本発明において、各ステージのＹ軸同士の平行度及びＸ軸同士の平行度、並びに、各ステージのＹ軸とＸ軸の直角度は、リフト位置精度を左右する重要なパラメータである。そして、各ステージを組み上げる際の平行度及び直角度の検証においては、アライメント用基板を保持した各ステージの移動距離に対し、これと直交する方向のズレ量を高倍率且つ高分解能のカメラにてモニターし、前記回転調整機構を用いて直角度の調整をする。また、ＹｒとＹｄ間の平行度の調整においては、両ステージを同期して同一距離を移動（並走）させ、一方のステージに取り付けられた高倍率カメラにより、対向するステージに付されたパターンマッチングされたアライメントマーク画像（十字マークなど）の位置が、移動することなく静止しているか否かを観察する。この場合、Ｙ軸方向の移動はＹｄとＹｒの同期の異常を意味し、Ｘ軸方向の移動はＹｄとＹｒの平行度の調整ミスを意味する。
　なお、高倍率カメラとしては一般的にＣＣＤカメラを用いる。倍率等はリフト位置精度に依存するものの、一例として前述の［μｒａｄ］オーダーのズレ量を検知する場合、すなわち１［ｍ］のステージ移動距離に対し１［μｍ］のズレ量を検知する場合は、分解能１［μｍ］、且つ倍率２０倍乃至５０倍程度のものを用いるとよい。
　第１３の発明は、第１２の発明において、前記ドナーステージと前記レセプターステージが、ドナー基板の表面（下面）とレセプター基板の表面のギャップを計測するギャップセンサーを備えていることを特徴とするリフト装置である。
　ここで、ギャップセンサーとは、ドナー及びレセプターステージの各々に設置されたハイトセンサーを組み合わせたものであり、ドナーステージに設置されたハイトセンサーはレセプター基板までの距離を、レセプターステージに設置されたハイトセンサーはドナー基板までの距離を計測し、両計測値及びハイトセンサーの高さ情報からドナー基板とレセプター基板間のギャップを算出する。
　第１４の発明は、第１３の発明において、前記レセプターステージのＹ軸用及び前記ドナーステージのＹ軸用として、それぞれにレーザ干渉計を用いた位置計測手段を備えていることを特徴とするリフト装置である。
　レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）用レーザ干渉計の構成としては、Ｙｒと共に移動する部分に保持されたミラー（Ｉｃ）と、当該移動による振動等の影響を受けにくい定盤、例えば定盤２（Ｇ２）に固定された干渉計用レーザ（ＩＬ）と、１／４波長板等（図示省略）からなる構成とすることができる。また当該ミラーとして、好適には、３軸のコーナーキューブ（レトロリフレクター）を用い、レセプター基板の位置（高さ）に可能な限り近いほうが望ましい。図５Ａにて概略を示す。（ドナーステージ群及びレセプターステージのＺ軸、θ軸の図示は省略。）
　Ｙｒは、そのリニアエンコーダからの位置情報に基づいてプログラマブル多軸制御装置により制御されるものの、このリニアエンコーダの校正用として、さらには、後述するＹｒとＹｄのギアモード動作において、そのギア比を精細に調整する際の校正用として、このレーザ干渉計を用いる。
　ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）用レーザ干渉計の構成としては、Ｘｄに吊設されたＹｄと共に移動する面に保持されたＩｃと、同じくＸｄに固定されたＩＬと、１／４波長板等（図示省略。）からなる構成とすることができる。ここでも、当該ミラーとして、好適には、３軸のコーナーキューブ（レトロリフレクター）を用い、ドナー基板の位置（高さ）に可能な限り近いほうが望ましい。図５Ｂにて概略を示す。（レセプターステージ群は図示を省略。）なお、いずれの干渉計用レーザの検出方式の選択も、要求されるリフト位置精度によって最適なものを選択すればよい。
　第１５の発明は、第１４の発明において、前記マスクパターンが前記投影レンズにより縮小投影され結像する位置と共役な位置に撮像面を持つ共焦点ビームプロファイラーを備えていることを特徴とするリフト装置である。
　この共焦点ビームプロファイラーにより、ドナー基板表面に縮小投影されているレーザ光の位置及び空間的強度分布の状態、並びにその結像状態を、リアルタイム且つ縮小結像光学系の結像分解能と同等の精度でモニターすることができる。
　第１６の発明は、第１３の発明において、前記ギャップセンサーを用いて、予めドナー基板のたわみ量をドナー基板のＸＹ位置情報と共に計測し、当該計測により得られるたわみ量の二次元分布データに基づき、前記レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）又は前記投影レンズのＺ軸ステージによる調整を用いてドナー基板とレセプター基板のギャップを補正しながらリフトすることを特徴とする第１３の発明に係るリフト装置の使用方法である。
　第１７の発明は、第５乃至第８のいずれかの発明に係る前記リフト装置の組み上げ工程における、前記レセプターステージのＹ軸と前記ドナーステージのＹ軸の平行度の調整方法であって、前記レセプターステージのＺ軸及びθ軸と共に真直度の調整がなされた前記レセプターステージのＹ軸を基準とし、当該レセプターステージのＹ軸と前記ドナーステージのＸ軸の直角度を、前記定盤１と当該ドナーステージのＸ軸との間に位置する回転調整機構により調整するステップと、直角度が調整された当該ドナーステージのＸ軸に吊設されたドナーステージのＹ軸と前記レセプターステージのＹ軸を同期して並走させ、当該レセプターステージのＹ軸と共に移動する部位に取り付けられた高倍率カメラにより対向するドナーステージのＹ軸上のアライメントマークを観察するステップと、当該観察の結果に基づき、前記ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸の間の回転調整機構により、当該レセプターステージのＹ軸と当該ドナーステージのＹ軸の平行度を調整するステップとを、この順にて含むことを特徴とするリフト装置の調整方法である。
　なお、高倍率カメラは、ＹｄとＹｒの平行度を精度よく確認し、調整するために、Ｙｒ上に載置される各ステージやプレートなどのうち最も高い位置にあり、且つ剛性の高い部分に取り付けるのが望ましい。
　本発明は、ドナー基板とレセプター基板の高い同期位置精度を基に、リフト装置におけるレセプター基板の大型化とタクトタイムの短縮を、高いリフト位置精度を保ったまま実現する。
本発明に係るリフト装置の主要構成部分（側面視）を示す。（第２発明） 図１Ａの状態から、ドナーステージのＸ軸が光学ステージを載せて移動した様子（側面視）を示す。 図１Ｂの状態から、光学ステージがドナーステージのＸ軸上を移動した様子（側面視）を示す。 図１Ｃの上面視図。 本発明に係るリフト装置の主要構成部分（側面視）を示す。（第３発明） 図２Ａの状態から、ドナーステージのＸ軸と光学ステージが定盤１上を同一距離移動した様子（側面視）を示す。 図２Ｂの状態から、ドナーステージのＸ軸のみ定盤１上を移動した様子（側面視）を示す。 Ｇ１とＸｄ間に用いる回転調整機構の例を示す。 ＸｄとＹｄ間に用いる回転調整機構の例を示す。 ＸｄとＸｏ間に用いる回転調整機構の例を示す。 レセプター基板のサイズに応じてドナーステージが移動すべき範囲を示す。 レセプターステージのＹ軸用レーザ干渉計が設置されている様子を示す。 ドナーステージのＹ軸用レーザ干渉計が設置されている様子を示す。 マスクに施されたパターンの例を示す。 複数列のマスクパターンによるリフト工程の様子を示す。 共焦点ビームプロファイラーのモニターの様子を示す。 リフト工程の１ショット目を示す。 リフト工程の２ショット目を示す。 リフト工程の３ショット目を示す。 ギア比１：２により1回走査後のレセプター基板の様子を示す。 ドナーステージのＸ軸のステップ走査の様子を示す。 レセプターステージのＹ軸とドナーステージのＹ軸を並進させた際の同期位置エラーを示す。 マトリックス状のドナー基板を用いたリフト工程の１ショット目を示す。 マトリックス状のドナー基板を用いたリフト工程の２ショット目を示す。 マトリックス状のドナー基板を用いたリフト工程の３ショット目を示す。
　　以下、図面を参照して本発明に係るリフト装置の具体的構成について詳細に説明する。
　本実施例１においては、サイズが２００×２００［ｍｍ］のドナー基板上に、光吸収層を介して一葉に形成された層状（ベタ膜）の対象物を、サイズが４００×４００［ｍｍ］のレセプター基板に対し、１個当たりの形状が１０×１０［μｍ］の素子状のリフト対象物として縦１２０００×横１２０００の合計１４４百万個マトリックス状にリフトする実施例を示す。この１４４百万個のリフト位置は、±１［μｍ］の位置精度であり、各々の縦・横のピッチは３０［μｍ］である。
　はじめに、本発明の実施に係るリフト装置の主要構成部分を図１Ａに示す。なお、図１Ａにおいてはレーザ装置、制御装置、その他モニター等の図示は省略し、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向は図中に示した。定盤１（Ｇ１）、定盤１１（Ｇ１１）、定盤１２（Ｇ１２）及び定盤２（Ｇ２）には全てグラナイトを用いた石定盤とした。そして、基礎定盤（Ｇ）には合成の高い鉄を用いた。なお、本実施例は、前出の第６の発明の構成を基本とする実施例である。
　本発明の実施例１に係るリフト装置の構成を、レーザ装置からパルスレーザ光が出射しドナー基板上の対象物に照射されるまでを、レーザ光の伝搬にそって順に説明する。まず、本実施例１において用いるレーザ装置は、発振波長を２４８［ｎｍ］とするエキシマレーザである。出射するレーザ光の空間的分布は、概ね８×２４［ｍｍ］であり、ビーム拡がり角は１×３［ｍｒａｄ］である。いずれも（縦×横）の表記であり、数値はＦＷＨＭである。
　なお、エキシマレーザの仕様は様々であり、出力の違い、繰り返し周波数の違い、ビームサイズの違い、ビーム拡がり角の違い等はもとより、出射するレーザ光が縦長（前記縦と横を逆転したもの。）のものまで存在するが、光学系の追加、省略又は設計変更により、本実施例１において用いることができるエキシマレーザは多く存在する。また、レーザ装置は、その大きさにも依存するが、一般的にリフト装置のステージ群が設置される土台とは異なる土台（レーザ用定盤）の上に設置される。
　エキシマレーザからの出射光はテレスコープ光学系に入射し、その先の整形光学系へと伝搬する。ここで、整形光学系は、図１Ａに示すとおり、その光軸をＸ軸に沿って光学ステージ（Ｘｏ）上に保持されており、当該光学ステージは、ドナー基板を移動させるドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）上に設置されている。そして、この整形光学系に入射する直前におけるレーザ光は、このドナーステージのＸ軸の移動範囲内のいずれの位置においても、概ね平行光となるよう、テレスコープ光学系により調整されている。そのため、Ｘｄ及び／又はＸｏのＸ軸方向の移動に拘わらず、常に、整形光学系に対し、概ね、同一サイズ、同一角度（垂直）により入射する。本実施例１においては、そのサイズは、概ね２５×２５[ｍｍ]（縦×横）である。
　本実施例１における整形光学系（Ｈ）は、光軸方向に対し垂直な面内に２枚一組の１軸シリンドリカルレンズアレイを２組直角に組み合わせたものである。ぞれぞれの組内における初段のレンズアレイは、後段のレンズアレイ及びその後に位置するコンデンサーレンズ（図示省略。）により、マスク（Ｍ）上に像を結ぶ配置である。
　整形光学系を通過したレーザ光は、投影レンズ（Ｐｌ）との組み合わせにおいて像側テレセントリック縮小投影光学系を構成するフィールドレンズ（Ｆ）を経てマスクに入射する。マスク上でのレーザ光のサイズは、１×５０［ｍｍ］（ＦＷＨＭ）であり、その空間的強度分布均一性が±５％以内の領域のサイズは、０．５×４５［ｍｍ］以上を維持している。
　マスクはマスクステージに固定されており、このマスクステージは、前述のとおりフィールドレンズと共にＸ軸方向に移動するＷ軸、Ｙ軸方向のＵ軸、Ｚ軸方向に移動するＶ軸、ＹＺ面内の回転軸であるＲ軸、Ｖ軸に対する傾きを調整するＴＶ軸及びＵ軸に対する傾きを調整するＴＵ軸の計６軸調整機構を持つ。
　本実施例１におけるマスクには、合成石英板にクロムメッキにてパターンが描画された（施された）ものを用いる。図６にその概略を示す。このマスクにおいて、クロムメッキが施されていない白く示された窓部分（ａ）はレーザ光を透過し、クロムメッキが施されている有色部分（ｂ）はレーザ光を遮断する。一つの窓の形状（ａ）は５０×５０［μｍ］であり、これがＸ軸方向（一列）に、１５０［μｍ］間隔にて４３．８５［ｍｍ］にわたり、合計３００個配置されている。また、クロムメッキを施す面は、レーザ光の出射側であり、他方、入射側には２４８［ｎｍ］用の反射防止膜を施してある。さらに、クロムメッキに代えて、アルミ蒸着や誘電体多層膜を用いることもできる。
　なお、一枚のマスクにおいて、複数のパターンを切り替えて用いるリフト工程の場合には、前記整形光学系からマスク上に照射されるレーザ光のサイズの範囲内、且つマスクステージの可動範囲内であれば、異なるパターンの描画されたマスクを用いることができる。
　また、図７において、レセプター基板（Ｒ）を１回走査させる間（但し、途中停止を含む。）に、ドナー基板（Ｄ）を同一の速度で複数回又は往復走査させるリフト工程を用いる場合など、図６に示すマスクパターンが一列ではなく、複数列のパターン（但しレーザ照射はそのマスクパターンのうち間欠的且つ選択的に照射。図７においては、３×２列のマトリックスとして表示。）を採用することも可能である。これにより、レセプター基板よりサイズの小さなドナー基板を用いることが可能になる。
　前記マスクパターンを通過したレーザ光は、その伝搬方向を落射ミラーにより鉛直下方（－Ｚ方向）に変え、投影レンズに入射する。この投影レンズは、２４８ｎｍ用の反射防止膜が施され、１／５の縮小倍率を持つ。詳細は下表１のとおりである。
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　投影レンズから出射されたレーザ光は、ドナー基板の裏面から入射し、その表面（下面）に形成されている光吸収層の所定の位置に対し、前記マスクパターンの１／５の縮小サイズにて正確に投影される。ここで、ＸＹ平面内における所定の位置は、予めドナー基板に付されたアライメントマーク等を基準に、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）、Ｙ軸（Ｙｄ）及びθ軸（θｄ）により調整後、決定される。
　ドナー基板の表面と光吸収層の境界面に投影レンズによるマスクパターンの像面が焦点を結ぶように調整するには、投影レンズのＺ軸ステージ（Ｚｌ）とフィールドレンズ（Ｆ）を載せたマスクステージのＷ軸の位置を調整する。なお、ドナー基板のＺ軸方向の調整機能（Ｚ軸ステージ）を追加することもできるが、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）への加重負荷が増加することによるリフト位置精度の低下を考慮する必要がある。
　ドナー基板表面と光吸収層の境界面における結像位置の調整の際には、結像面と共役の関係にある平面を撮像面に持つ共焦点ビームプロファイラー（ＢＰ）を用いたリアルタイムモニターが有効である。その調整画面の様子を図８に示す。本実施例１においては、ドナー基板表面と光吸収層との境界面に縮小結像されるレーザ光の空間的強度分布を、リアルタイム且つ高分解能にてモニターする。
　以上が、レーザ装置から出射したパルスレーザ光の伝搬に関する本実施例１における装置構成が果たす機能である。
　次に、本発明に係る装置において、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）とドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の平行度を、本実施例１の構成を用いていかに機械的に実現するかについて簡単に説明する。
　各ステージは、図１Ａに示すとおり、石定盤１（Ｇ１）上にドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）が載置され、その上に光学ステージ（Ｘｏ）が載置されている。レセプターステージ群（Ｙｒ、θｒ、Ｚｒ）は、石定盤２（Ｇ２）上に載置されている。そして、全体は基礎定盤（Ｇ）の上に構築されている。そして、回転調整機構（ＲＰ）はＧ１とＸｄ間、ＸｏとＸｄ間、そしてＸｄとＹｄ間に設けた（図示省略）。
　なお、各ステージの軸の直角度及び平行度を調整するためには、ドナー基板の代わりにドナーステージに保持させる調整基板ＡＤ及びレセプター基板の代わりにレセプターステージに載置する調整基板ＡＲを用いる。いずれの調整基板にもアライメントラインとして正確に直角を成すＸ軸（アライメントラインＸ）とＹ軸（アライメントラインＹ）を示す線が描画されており、所定の位置（間隔）にマークも付されている。
１）ＹｒとＡＲ（Ｙ）の平行度（ＹｒとＡＲ（Ｘ）の直角度）
　レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）と調整基板ＡＲ上のアライメントラインＹの平行度を調整するため、レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）上に載置された調整基板ＡＲを、光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。前記Ｙｒ軸を４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＹのＸ軸方向のズレ量が１［μｍ］以内に収まるよう、レセプターステージのθ軸（θｒ）を用いて調整する。なお、このときのステージの移動距離は、ステージの有効ストロークの範囲内であり、また、許容すべきズレ量については、要求されるリフト精度に応じて変動する。（以下同じ。）
２）ＡＲ（Ｘ）とＸｄとの平行度（ＹｒとＸｄの直角度）
　次に、前記により調整された調整基板ＡＲのアライメントラインＸを用いて、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）とレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）との直角度を、同じく光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察しながら調整する。前記Ｘｄ軸を４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が１［μｍ］以内に収まるよう、前述のＧ１とＸｄ間の回転調整機構を用いて両者の取り付け角度を調整すると共に、Ｇ１とＸｄ、すなわちＹｒに対するＸｄの取り付け角度を調整する。
３）ＡＲ（Ｘ）とＸｏの平行（ＹｒとＸｏの直角度、ＸｄとＸｏの平行度）
　前記により調整された調整基板ＡＲのアライメントラインＸを用いて、光学ステージ（Ｘｏ）とドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）との平行度を、光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察しながら調整する。前記Ｘｏ軸を２００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が０．５［μｍ］以内に収まるよう、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）に対する光学ステージ（Ｘｏ）の平行度を両者間の回転調整機構により調整する。
４）ＹｄとＡＤ（Ｙ）の平行度
　ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）と調整基板ＡＤ上のアライメントラインＹの平行度を調整するため、ドナーステージのθ軸（θｄ）に保持された調整基板ＡＤを、光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。前記Ｙｄ軸を２００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＹのＸ軸方向のズレ量が０．５［μｍ］以内に収まるよう、ドナーステージのθ軸（θｄ）を用いて調整する。
５）ＡＤ（Ｘ）とＸｏの平行度（ＡＤ（Ｘ）とＸｄの平行度、ＸｄとＹｄの直角度）
　ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）とドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の直角度を調整するため、調整基板ＡＤ上のアライメントラインＸを、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）との平行度が既に調整された光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。その光学ステージ（Ｘｏ）を２００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が０．５［μｍ］以内に収まるよう、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）に吊設されたドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）との直角度を両者間の回転調整機構により調整する。
６）ＡＤ（Ｙ）とＹｒの平行度（ＹｄとＹｒの平行度）
　最後に、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）とレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）の平行度を確認するため、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）に高倍率ＣＣＤカメラを取り付け、対向するレセプターステージ上に載置した調整基板ＡＲのアライメントラインＹを観察する。
この時、調整基板ＡＤは取り外しておく。この高倍率ＣＣＤカメラがレセプターステージの任意の一端を観察できるようにドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）を移動する。次に、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）を４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＹのＸ軸方向のズレ量が１［μｍ］以内に収まっているかを確認する。さらに、レセプターステージの他端についても同様の確認するため、Ｘｄをその他端に移動させたのち、再びＹｄを４００［ｍｍ］移動し、アライメントラインＹのＸ軸方向のズレ量が１［μｍ］以内に収まっていることを確認する。なお、ＹｄとＹｒを併進させ、アライメントマークの位置の変動を観察するのもよい。
　なお、高倍率ＣＣＤカメラをドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）に取り付けた場合、ドナーステージのＸ軸の位置や石定盤１の形状（開口）によっては、これらと接触する可能性がある。その場合、高倍率ＣＣＤカメラの取り付けをＹｄではなく、レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）に取り付け、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）を２００［ｍｍ］移動することで調整基板ＡＤのアライメントラインＹを観察し、そのＸ軸方向のズレ量を確認することも可能である。
　石定盤１（Ｇ１）と石定盤２が独立して各ステージを支え、且つＹｄはＧ１上に設置されたＸｄに吊設されているため、ＹｒとＹｄの平行度を直接調整することはできないものの、上述のとおり段階を踏んでＹｒとＹｄの平行度の調整を［μｒａｄ］オーダーで行う。なお、前記１）から６）の順に調整ステップを踏むにしたがって、平行度（直角度）の誤差が累積するため、初期段階の許容ズレ量は可能な限り微小に抑えるよう調整することが望ましい。また、前記１）から６）の調整ステップは、ＸＹ平面における各ステージの平行度や直角度の調整について記載したものの、他の軸周り（Ｘ軸やＹ軸）についての調整も必要である。
　次に、本実施例１におけるリフトの際のドナー基板及びレセプター基板の走査について図９Ａ乃至９Ｃを用いて説明する。ここで、図９Ａ乃至９ＣのＴｏｐ　Ｖｉｅｗは、これらの図の左側にオペレーターを配し、ドナー基板（Ｄ）及びレセプター基板（Ｒ）がそのオペレーターに対し前後に走査するイメージである。
　まず、ドナーステージのθ軸（θｄ）に吸着させてセットするドナー基板のたわみ量を、ドナー基板の全面において計測し、これを位置情報と共に二次元データとしてマッピングする。この情報はリフト工程中に移動するドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）及びＹ軸（Ｙｄ）に対応するレセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）の補正量として用いる。
　また、以下の説明において便宜的に、オペレーターからみてレセプター基板（Ｒ）及びドナー基板（Ｄ）の左手前の所定の位置を各々の基板の原点と定義する。そして、レセプター基板の原点にレーザ光が照射されるときの光学ステージ（Ｘｏ）及びレセプターステージ（Ｙｒ、θｒ）の位置を、それぞれ原点と定義する。また、ドナー基板においても、前記レーザ光（ＬＳ）の照射時のドナーステージ（Ｘｄ、Ｙｄ、θｄ）の位置を、それぞれの原点と定義する。但し、各ステージの原点は、そのストローク範囲の片端とは限らず、その後のリフトの工程や基板の取り外しのために移動するストローク分を残す位置である。
　図９Ａに、原点位置にあるドナー基板（Ｄ）とレセプター基板（Ｒ）に、レーザ光（ＬＳ）の最初のパルスが照射された様子を示す。ここでは、Ｓｉｄｅ　Ｖｉｅｗ（側面図）とＴｏｐ　Ｖｉｅｗ（上面図）の両方を図示している。一点鎖線は、レーザ光が縮小投影光学系により対象物（Ｓ）に照射される様子を示し、当該照射を受けた１０×１０［μｍ］の領域の光吸収層（図示省略。）はレーザ光を吸収し、アブレーションされ、衝撃波を発生し、これにより同一領域の対象物が対向するレセプター基板にリフトされる。図示された対象物は３つだが、本実施例１の場合、合計３００個の対象物がレセプター基板に向け一度にリフトされる。
　本実施例１においては、レーザ装置は２００［Ｈｚ］で発振しており、また、リフトは１ショットで行われるため、レセプターステージ（Ｙｒ）は次の照射位置までレセプター基板を速度６［ｍｍ／ｓ］にて－Ｙ方向に停止することなく走査させる。
　他方、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）は、前記レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）との位置の同期を図りながら、ドナー基板を速度３［ｍｍ／ｓ］にて同じく－Ｙ方向に停止することなく走査させる。すなわち、ＹｄとＹｒの移動速度比（ギア比）は、１：２である。各々の基板が移動した２ショット目の様子を図９Ｂに示す。
　ＹｒとＹｄの位置の同期は、Ｙｒを基準（マスター）、Ｙｄを従属（スレーブ）とし、ステージシステムのギアコマンドを用い、両ステージをギアモード同期動作させることで行う。制御系にはプログラマブル多軸制御装置を用いる。
　加えて、前記ギアコマンドにおけるギア比の決定のために、レーザ干渉計によるステージ位置の実測値を用いる。Ｙｒの移動テーブルと共に移動し且つレセプター基板の近傍にレーザ干渉計を構成するコーナーキューブ（Ｉｃ）を取り付け、波長６３２．８［ｎｍ］のＨｅ－Ｎｅレーザ（ＩＬ）及び受光部（図５Ａにおいて図示省略。）を石定盤２（又は同等の不動位置）に設置する。同様に、Ｙｄの移動テーブル側面にコーナーキューブを取り付け、干渉計用レーザ及び受光部（図５Ｂにおいて図示省略。）をＸｄに設置する。これらにより、各々のステージの正確な位置同期を実現する。
　前述のとおり、各ステージは、原点の位置において、既に安定した等速度運動となっているよう、原点の手前の位置から加速を始める。その加速時間内及びステージが原点に到達するまでの時間内は、ドナー基板にレーザ光が照射されないようレーザパルスが遮断されている必要がある。そこで、プログラマブル多軸制御装置からは、レーザ装置への外部発振トリガー又は高速シャッターの動作開始トリガー、及びステージ駆動信号を高精度に送信する。
　さらに、３ショット目の様子を図９Ｃに示す。図からわかるとおり、ドナー基板（Ｄ）の移動距離に対し、レセプター基板（Ｒ）の移動距離が２倍である様子がわかる。この後も同様にレセプター基板とドナー基板の移動が進行していく。
　ドナー基板が－Ｙ方向へ１８０［ｍｍ］走査し終わったところで、同じく、レセプター基板が－Ｙ方向へ３６０［ｍｍ］走査し終わったところで、レーザ装置の発振は一旦停止し、又は高速シャッターでレーザ光の照射を遮断する。この距離の走査により、Ｘ軸方向に３００個並ぶ対象物がレセプター基板のＹ軸方向に１２０００段、計３６０万個リフトされたことになる。図１０にその様子を示す。
　前記停止時間の内にレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）及びドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）はいずれも原点に戻る。（但し、次の走査における加速距離を考慮するものとする。以下、同じ。）他方、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）は、先の原点より－９[ｍｍ]の位置まで戻る。そして、新たな領域から再びリフト工程を開始する。以下、これを繰り返す。
　図１１には、Ｘｄが－９［ｍｍ］×２０回分のステップ移動が終わったあと、今度は、先の原点（点線にて図示。）から－Ｘ方向に１５［μｍ］の位置（実線にて図示。）に戻り、この点を新たな原点として同様の動作を始める直前の様子を示した。このあと、両ステージのＹ軸走査（１８０［ｍｍ］（Ｙｄ）と３６０［ｍｍ］（Ｙｒ））とＸｄの－９[ｍｍ]×２０回のステップ操作を繰り返す。これにより、最初のＸｄの１８０［ｍｍ］走査（－９[ｍｍ]の２０回ステップ移動）の間にレーザ光の照射を受けていない領域（図においては、次のレーザ光（ＬＳ）の照射予定領域を一点鎖線にて図示。）にレーザ光を照射し、ドナー基板上の対象物を無駄なく、且つ、より多くレセプター基板にリフトすることができる。
　なお、およその加工時間は、３６０［ｍｍ］／６［ｍｍ／ｓ］×４０［回］＝２４００［ｓ］である。なお、この時間には、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）がその加減速に要する距離を移動する時間及びＹ軸走査の度に原点に戻るまでの時間は含まれていない。また、エキシマレーザの繰り返し周波数を１［ｋＨｚ］に上げることで、この加工時間は１／５に短縮可能である。
　図１２に、本実施例１の装置構成により、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）を基準（マスター）として移動速度１５０［ｍｍ／ｓ］にて４００［ｍｍ］の距離を、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）を従属（スレーブ）として移動速度７５［ｍｍ／ｓ］にて２００［ｍｍ］の距離を、同期をとって並進させた場合の両ステージの同期位置エラーを示す。具体的には、基準（マスター）としてのＹｒにおいて、そのリニアエンコーダから得られる位置情報とレーザ干渉計により計測した位置情報との誤差量（δＹｒ）と、その１／２の速度で同期して移動する従属（スレーブ）としてのＹｄにおいて、そのリニアエンコーダから得られる位置情報とレーザ干渉計により計測した位置情報との誤差量（δＹｄ）との差（ΔＹｄｒ＝δＹｄ－δＹｒ）を、横軸をレセプターステージの移動速度に応じた経過時間としてプロットした。この結果からわかるとおり、４００ｍｍの移動距離にわたって±１［μｍ］以内の位置同期精度を達成している。
　本実施例１におけるレセプター基板への対象物のリフトパターンは、上述のとおり、１０×１０［μｍ］を間隔３０［μｍ］にてマトリックス状にリフトしたものであるが、例えばこの間隔を６０［μｍ］にすると、１枚のドナー基板で４枚のレセプター基板分のリフトが可能となる。
　本実施例２においては、実施例１においてドナー基板表面上の対象物が、一葉の層状態であったものと異なり、同じくサイズが２００×２００［ｍｍ］のドナー基板上に、マトリックス状に形成された、１個の形状が１０×１０［μｍ］、間隔が１５[μｍ]の合計１４４百万個の対象物を、サイズが４００×４００［ｍｍ］のレセプター基板に対しドナー基板の１／２の密度、すなわち、３０[μｍ]の間隔で同じくマトリックス状に、リフトする実施例である。
　最終的にレセプター基板にリフトされる対象物の配置の様子は実施例１と同一であるが、本実施例２においては、予めドナー基板上にも２倍の密度で同様に対象物が配設されており、これを±１[μｍ]の位置精度にてレセプター基板上へリフトする点で異なる。そして、この場合、実施例１と比較し、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）とレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）の位置同期精度がさらに厳密に求められることとなる。
図１３Ａ乃至図１３Ｃにおいて、実施例１と同様に、原点位置にあるドナー基板（Ｄ）とレセプター基板（Ｒ）に、レーザ光（ＬＳ）の最初のパルスが照射された様子から３ショット目までの様子を示す。
　本実施例３においては、ドナー基板表面上の対象物をレセプター基板にリフトする方法については実施例１又は２と同じである。他方、各ステージのＹ軸同士の平行度及びＸ軸同士の平行度、そして各々のＹ軸とＸ軸の直角度の調整方法が前記実施例とは異なる。すなわち、実施例１に記載した調整方法が、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）と、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の平行度を調整するために、前記１）から６）の調整ステップを行うのに対し、本実施例３においては、そのＹｒとＹｄの平行度を、調整ステップの早い段階にて行うものである。
１）Ｙｒ、θｒ、Ｚｒの真直度
　この調整ステップは、前記実施例１及び２にも共通する前提としての調整ステップである。石定盤２（Ｇ２）の上に設置されたレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）とその上に設置されたθ軸（θｒ）、同じくＺ軸（Ｚｒ）及びレセプター基板のホルダーの真直度（水平面をＸＹ平面としたときの鉛直方向であるＺ軸に対する真直度）を、レーザ干渉計等を用いて調整する。なお、基本的にこの調整のあとは、レセプターステージ群の直角度に影響を与える可能性のある調整は行わず、他のステージの調整は全てこのレセプターステージ群の、例えばその最上面を基準に行う。
２）ＹｒとＡＲ（Ｙ）の平行度（ＹｒとＡＲ（Ｘ）の直角度）
　実施例１の調整ステップ１）と同様に、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）と調整基板ＡＲ上のアライメントラインＹの平行度を調整する。これにより、ＹｒとアライメントラインＸとの直角度も調整されたことになる。なお、調整基板ＡＲを用いることなく、Ｙｒに直接描画等されたアライメントライン又はアライメントマークを用いる場合、この調整ステップ１）は省略できる。
３）ＡＲ（Ｘ）とＸｄの平行度（ＹｒとＸｄの直角度）
　次に、調整基板ＡＲのアライメントラインＸを、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）上に載置された光学ステージ（Ｘｏ）に設置された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。この高倍率ＣＣＤカメラのＺ軸方向の位置は、投影光学系の設計によるものの、本実施例３においては投影レンズ（Ｐｌ）の位置近辺に投その影レンズを保持するＺ軸ステージ（Ｚｌ）を用いて固定されている。Ｘｄを４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が０．３［μｍ］以内に収まるように、石定盤１に対するＸｄの取り付け角度、すなわちＹｒに対するＸｄの直角度を、回転調整機構を用いて調整する。
４）ＹｒとＹｄのＹＺ平面内平行度
　実施例１の記載においては、他の軸周り（Ｘ軸やＹ軸）についての調整ステップの記載は省略したが、ここでは、Ｘ軸周り、すなわちＹＺ平面内の平行度の調整ステップについて簡単に説明する。レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）又はその他の部位に設置されたハイトセンサーを用いてドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の下面を観察する。ＹｒとＹｄを同時に２００［ｍｍ］以上同期して同一距離移動（並走）させ、ギャップセンサーによる測定値（ＺｒとＹｄの距離）の変動を観察する。その変動が５［μｍ］以内、又は投影レンズによる結像の焦点深度より十分小さい範囲に収まるように、ＸｄとＹｄ間に設置された回転調整機構と、Ｙｄ又はＸｄとの間にシム板を挿入し、ＹｒとＹｄ間のＹＺ平面内の平行度を調整する。
５）ＹｒとＹｄの平行度
　Ｚｒ又はその他の部位に設置された高倍率ＣＣＤカメラにて、Ｙｄの下面に設けたパターンマッチング用のアライメントマークを観察する。ＹｒとＹｄを同期して同一距離移動（並走）させ、パターンマッチングされたアライメントマーク画像（十字マークなど。）の位置がＸ軸方向に移動する場合、これを修正するようＸｄとＹｄ間に設置した回転調整機構を用いて調整する。なお、アライメントマークの代わりにドナーステージのＹ軸に取り付けた調整基板ＡＤのアライメントラインＹを用いることも可能である。
６）ＹｒとＸｏの直角度
　前記調整ステップ１）にてレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）との直角度が調整された調整基板ＡＲのアライメントラインＸを、光学ステージ（Ｘｏ）に設置された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。Ｘｏを４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が０．３［μｍ］以内に収まるように、Ｘｄに対するＸｏの取り付け角度を、両者間に設置された回転調整機構を用いて調整する。
　図２Ａに、本実施例４のリフト装置の主要構成部分を示す。本発明のうち、第７の発明を基本的構成とするものである。なお、図２Ａ乃至２Ｃにおいてはレーザ装置、制御装置、その他モニター等の図示（これらは全て実施例１と同一。）は省略し、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向は図中に示した。また、本実施例４において用いるドナー基板、レセプター基板、並びに、リフト対象物のドナー基板上の配置及びレセプター基板へのリフト後の配置については、実施例２と同一である。
　エキシマレーザ装置からパルスレーザ光が出射しドナー基板上のリフト対象物に照射されるまでの光学系の様子は、以下に記載するとおり、図１Ａと図２Ａのそれぞれにて示す各ステージ群の構築の違いによって生じる部分を除き、実施例１と同様である。すなわち、図１Ａ乃至１Ｃが示す第６の発明に係るリフト装置の場合、石定盤１（Ｇ１）の上にドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）、その上に光学ステージ（Ｘｏ）の順に載置されているのに対し、図２Ａ乃至２Ｃが示す第７の発明に係るリフト装置の場合、Ｇ１の上にＸｏが載置されＧ１の下にＸｄが吊設されている点が、これらステージ群の構築の違いである。
　エキシマレーザからの出射光はテレスコープ光学系に入射し、その先の整形光学系へと伝搬する。この整形光学系は、図２Ａに示すとおり、Ｘ軸方向に移動する光学ステージ（Ｘｏ）上に、その光軸が平行となるように設置されている。そして、Ｘｏは、グライナイト製の石定盤１（Ｇ１）上に載置され、両者の間には回転調整機構（ＲＰ）を有している。ここで、Ｘｏは、Ｇ１とは異なる石定盤２（Ｇ２）上に載置されたレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）と直角であり、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）と並行である。なお、整形光学系に入射する直前のレーザ光は、Ｘｏの移動に拘わらず概ね同一形状（概ね２５×２５[ｍｍ]（縦×横、ＦＷＨＭ）になるようテレスコープ光学系により調整されている。
　ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）は、Ｇ１の下に吊設され、さらにドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）を吊設する。また、それぞれの間には、回転調整機構を有している。図２Ｂにおいて、Ｇ１に対し、ＸｏとＸｄが同一距離を移動した様子を側面視にて示す。これにより、ＸｏとＸｄのＸ軸上における相対的位置を変えることなく、Ｙｄに対するＸ軸方向の位置を変えることができる。また、図２Ｃにおいて、Ｇ１に対しＸｏのみ移動した様子を側面視にて示す。これにより、ＸｄとＸｏのＸ軸上の相対的位置を変えることができる。
　その他の縮小投影光学系であるフィールドレンズ（Ｆ）、マスク（Ｍ）、投影レンズ（Ｐｌ）の詳細は、実施例１と同一であり、投影レンズから出射されたレーザ光は、ドナー基板の裏面から入射し、その表面（下面）に形成されたリフト対象物に向けて、前記マスクに描画されたパターンの１／５の縮小サイズにて正確に投影する。また、ドナー基板表面における結像の様子は実施例１と同様共焦点ビームプロファイラーにて行う。
　ドナー基板の表面に配置されたリフト対象物に対し前記のとおり縮小投影されたマスクパターンに基づき、当該リフト対象物が対向するレセプター基板にリフトされる際に、ドナー基板及びレセプター基板がどのように走査し、リフト対象物がどのようにレセプター基板上にリフトされるかについては図６、図１０、図１１及び図１３Ａ乃至１３Ｃ、さらに、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）とドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の移動における位置同期精度については、実施例１において示した図１２と同様である。
　さらに、各ステージのＹ軸同士の平行度及びＸ軸同士の平行度、そして各々のＹ軸とＸ軸の直角度の調整方法は、実施例３と同様である。すなわち、真直度の調整されたレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）を調整の基準とし、Ｙｒと石定盤１（Ｇ１）から吊設されるドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）との直角度を、レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）に固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察し、Ｇ１とＸｄ間の回転調整機構（ＲＰ）により調整する。そして、調整されたＸｄに吊設されたドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）とＹｒとの平行度を、同じく高倍率ＣＣＤカメラにより観察し、ＸｄとＹｄ間のＲＰにより調整する。最後に、光学ステージ（Ｘｏ）とＹｒの直角度を、Ｘｏと共に移動する高倍率ＣＣＤにより観察し、Ｇ１とＸｏ間のＲＰにより調整する。
 
ディスプレイの製造装置として利用可能である。
ＡＤ　　　ドナーステージ用調整用基板
ＡＲ　　　レセプターステージ用調整用基板
ＢＰ　　　共焦点ビームプロファイラー
ＣＣＤ　　高倍率カメラ
Ｄ　　　　ドナー基板
Ｆ　　　　フィールドレンズ
Ｇ　　　　基礎定盤
Ｇ１　　　定盤１
Ｇ１１　　定盤１１
Ｇ１２　　定盤１２
Ｇ２　　　定盤２
Ｇ３　　　定盤３
Ｈ　　　　整形光学系
Ｉｃ　　　レーザ干渉計用コーナーキューブ
ＩＬ　　　レーザ干渉計用レーザ
ＬＳ　　　レーザ光
Ｍ　　　　マスク
Ｐｌ　　　投影レンズ
Ｒ　　　　レセプター基板
ＲＰ　　　回転調整機構
Ｓ　　　　対象物
ＴＥ　　　テレスコープ
Ｘｄ　　　ドナーステージのＸ軸
Ｘｏ　　　光学ステージ（Ｘ軸）
Ｙｄ　　　ドナーステージのＹ軸
Ｙｌ　　　投影レンズとカメラの切り替えステージ
Ｙｒ　　　レセプターステージのＹ軸
Ｚｌ　　　投影レンズのＺ軸ステージ
Ｚｒ　　　レセプターステージのＺ軸
θｄ　　　ドナーステージのθ軸
θｒ　　　レセプターステージのθ軸

 

Claims (17)

  1. 　移動するドナー基板の表面上に位置する対象物に向けて当該ドナー基板の裏面からパルスレーザ光を照射することで当該対象物を選択的に剥離し、これを当該ドナー基板と対向しながら移動するレセプター基板上にリフトする装置であって、
    　パルス発振するレーザ装置と、
    　前記レーザ装置から出射したパルスレーザ光を平行光にするテレスコープと、
    　前記テレスコープを通過したパルスレーザ光の空間強度分布を均一に整形する整形光学系と、
    　前記整形光学系により整形されたパルスレーザ光を所定のパターンにて通過させるマスクと、
    　前記整形光学系と前記マスクとの間に位置するフィールドレンズと、
    　前記マスクのパターンを通過したレーザ光をドナー基板の表面に縮小投影する投影レンズと、
    　前記フィールドレンズとマスクを保持するマスクステージと、
    　前記整形光学系と前記マスクステージと前記投影レンズを保持する光学ステージと、
    　ドナー基板をその裏面がレーザ光の入射側となる向きにて保持するドナーステージと、
    　レセプター基板を保持するレセプターステージと、
    　前記パルスレーザ光発振用のトリガー出力機能及びステージ制御機能を有するプログラマブル多軸制御装置と、を含み、
    　前記レセプターステージは、水平面をＸＹ平面としたときのＹ軸、鉛直方向のＺ軸及びＸＹ平面内のθ軸を持ち、
    　前記ドナーステージは、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸を持ち、
    　前記投影レンズは、当該投影レンズ用のＺ軸ステージと共に前記光学ステージに保持され、
    　前記テレスコープ、前記整形光学系、前記フィールドレンズ、前記マスク及び前記投影レンズは、当該マスクのパターンをドナー基板表面にて縮小投影する縮小投影光学系を構成し、
    　前記ドナーステージのＸ軸は、定盤１に設置され、
    　前記レセプターステージのＹ軸は、当該定盤１とは異なる定盤２に設置され、
    　前記ドナーステージのＹ軸は、前記ドナーステージのＸ軸に吊設されていることを特徴とするリフト装置。
  2. 　前記ドナーステージのＸ軸は、前記定盤１上に載置され、
    　前記光学ステージは、当該ドナーステージのＸ軸上に載置されていることを特徴とする請求項１に記載のリフト装置。
  3. 　前記光学ステージは、前記定盤１上に載置され、且つ
    　前記ドナーステージのＸ軸は、当該定盤１に吊設されていることを特徴とする請求項１に記載のリフト装置。
  4. 　前記ドナーステージのＸ軸は、前記定盤１に設置され、
    　前記光学ステージは、当該定盤１及び前記定盤２のいずれとも異なる定盤３に載置されていることを特徴とする請求項１に記載のリフト装置。
  5. 　前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、それぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とする、請求項１に記載のリフト装置。
  6. 　前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、当該ドナーステージのＸ軸と前記光学ステージとの間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、ぞれぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とする、請求項２に記載のリフト装置。
  7. 　前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、前記光学ステージと前記定盤１との間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、ぞれぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とする、請求項３に記載のリフト装置。
  8. 　前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、前記光学ステージと前記定盤３との間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、ぞれぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とする、請求項４に記載のリフト装置。
  9. 　前記パルスレーザ装置はエキシマレーザであることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載のリフト装置。
  10. 　前記エキシマレーザ装置から出射するレーザパルスの任意のパルス列を遮断する、パルスシャッターを備えていることを特徴とする、請求項９に記載のリフト装置。
  11. 　前記プログラマブル多軸制御装置は、少なくとも前記レセプターステージのＹ軸と前記ドナーステージのＹ軸を同時に制御する機能を有し、且つ、これらのステージの移動位置エラーを補正するために予め作成された二次元分布補正値データを用いて当該移動位置エラーを補正する手段を備えていることを特徴とする、請求項１０に記載のリフト装置。
  12. 　前記ドナー基板の位置をモニターする高倍率カメラが前記レセプターステージのＺ軸に設置され、又は、レセプター基板の位置をモニターする高倍率カメラが、前記ドナーステージのＸ軸若しくはこれと共に移動する部分、若しくは、前記光学ステージ若しくはこれと共に移動する部分に設置されていることを特徴とする、請求項１１に記載のリフト装置。
  13. 　前記ドナーステージと前記レセプターステージは、ドナー基板の表面とレセプター基板の表面のギャップを計測するギャップセンサーを備えていることを特徴とする、請求項１２に記載のリフト装置。
  14. 　前記レセプターステージのＹ軸用及び前記ドナーステージのＹ軸用として、それぞれにレーザ干渉計を用いた位置計測手段を備えていることを特徴とする、請求項１３に記載のリフト装置。
  15. 　前記マスクのパターンが前記投影レンズにより縮小投影され結像する位置と共役な位置に撮像面を持つ共焦点ビームプロファイラーを備えていることを特徴とする、請求項１４に記載のリフト装置。
  16. 　前記ギャップセンサーを用いて予めドナー基板のたわみ量をドナー基板のＸＹ位置情報と共に計測し、当該計測により得られるたわみ量の二次元分布データに基づき、前記レセプターステージのＺ軸又は前記投影レンズのＺ軸ステージによる調整を用いてドナー基板とレセプター基板のギャップを補正しながらリフトする、請求項１３に記載のリフト装置の使用方法。
  17. 　前記リフト装置を組み上げる工程における、前記レセプターステージのＹ軸と前記ドナーステージのＹ軸の平行度の調整方法であって、
    　前記レセプターステージのＺ軸及びθ軸と共に真直度の調整がなされた前記レセプターステージのＹ軸を基準とし、
    　当該レセプターステージのＹ軸と前記ドナーステージのＸ軸の直角度を、前記定盤１と当該ドナーステージのＸ軸との間に位置する回転調整機構により調整するステップと、
    　直角度が調整された当該ドナーステージのＸ軸に吊設されたドナーステージのＹ軸と前記レセプターステージのＹ軸を同期して並走させ、当該レセプターステージのＹ軸と共に移動する部位に取り付けられた高倍率カメラにより、対向するドナーステージのＹ軸上のアライメントマークを観察するステップと、
    　当該観察の結果に基づき、前記ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸の間の回転調整機構により、当該レセプターステージのＹ軸と当該ドナーステージのＹ軸の平行度を調整するステップとを、
    　この順にて含むことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のリフト装置の調整方法。

     
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