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TWI768072B - 轉移裝置、使用方法和調整方法 - Google Patents

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TWI768072B
TWI768072B TW107122157A TW107122157A TWI768072B TW I768072 B TWI768072 B TW I768072B TW 107122157 A TW107122157 A TW 107122157A TW 107122157 A TW107122157 A TW 107122157A TW I768072 B TWI768072 B TW I768072B
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仲田悟基
小澤周作
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日商信越化學工業股份有限公司
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Abstract

本發明提供轉移裝置、使用方法和調整方法。在保持高轉移位置精度的同時實現轉移裝置的受體基板的大型化、精細化和縮短節拍時間。在以承載放置有轉移對象物的供體基板和/或光束整形光學系統以及縮小投影光學系統的狀態移動的各台組、以及承載作為轉移目的物的受體基板的台組構建在分開的平臺上而構成的機構中，使伴隨各基板相對於鐳射的相對掃描而產生的振動和承擔該掃描的台的同步位置精度的異常最小化。

Description

轉移裝置、使用方法和調整方法
本發明涉及一種裝置，該裝置使用鐳射照射而將位於供體基板上的對象物高精度地轉移到受體基板上(LIFT：Laser Induced Forward Transfer鐳射誘導向前轉移)。
以往有一種技術，其向供體基板上的有機EL(電致發光)層照射鐳射並將其轉移到對置的電路基板上。作為該技術，在專利文獻1中公開了一種技術：將一個鐳射轉換為具有矩形形狀的強度分佈均勻的多個矩形鐳射，將它們串列且等間隔配置，以隔開一定時間以上且重疊規定次數的方式向供體基板的規定的區域照射多個矩形鐳射，使該鐳射被位於供體基板和有機EL層間的金屬箔吸收而產生彈性波，將由此剝離的有機EL層轉移到對置的電路基板上。
在該技術中使用如下的結構：在供體基板和電路基板之間夾持將80~100[μm]作為適當值的間隔件，把將供體基板和電路基板的間隔保持為固定的狀態並一體化的構件放置在一個臺上，並使其相對於鐳射進行掃描。但是，在該情況下，除了另外需要使對置的供體基板和電路基板一體化的工序以外，還需要與電路基板尺寸相同的供體基板，並且伴隨電路基板的大型化的需要，需要增加製造成本和裝置的大型化。
同樣，作為將供體基板上的有機EL層向對置的電路基板轉移的技術，在專利文獻2中公開了如下的技術：將光吸收層設置在供體基板和有機EL層之間，使該光吸收層吸收照射的鐳射而產生衝擊波，將供體基板上的有機EL層向設置有10~100[μm]的間隔並對置的電路基板轉移。但是，專利文獻2未公開鐳射的掃描方法和實現其的台結構，而且也未公開轉移裝置。因此，專利文獻2不能作為用於維持並提高能夠與電路基板的大型化對應的轉移位置精度的技術來進行參照。
此外，在專利文獻3中公開了一種在用於半導體器件製造的曝光裝置中與步進掃描法相關的技術。其基本考慮方式如下：邊跳過中途的幾個照射區域邊間歇地對沿著晶片台的掃描曝光方向的一列照射區域進行曝光，並且在其中途不使晶片台停止。即，專利文獻3公開了一種曝光裝置，其包括：中間光罩台，承載中間光罩；晶片台，承載晶片；以及投影光學系統，將中間光罩的圖案向晶片投影，邊使中間光罩台和晶片台一起相對於投影光學系統掃描邊進行曝光，將中間光罩的圖案依次投影到晶片的多個照射區域，其中，邊不使所述晶片台靜止地使其掃描移動邊對沿掃描方向排列的晶片上的多個照射區域間歇地進行曝光。由此，在晶片的大型化且處理速度的高速化的要求下，與反復進行晶片台的加減速的步進重複(step and repeat)方式相比，能夠減輕伴隨台的掃描產生的振動和搖晃對曝光精度的影響。
但是，上述專利文獻3中公開的技術是將縮小投影曝光作為基礎的半導體曝光裝置的技術，其技術領域與本發明的轉移技術不同。即，曝光裝置的中間光罩台和晶片台的結構和掃描技術與本發明的台結構和掃描技術完全不同，本發明的台結構和掃描技術用於將本發明的光罩圖案以高位置精度的方式縮小投影到供體基板上的對象物，進而以相同的高位置精度將該對象物轉移到受體基板上。因此，作為本發明的具體的台結構及其掃描技術不能參照上述專利文獻3中公開的技術。
現有技術文獻
專利文獻1：日本專利公開公報特開2014-67671號
專利文獻2：日本專利公開公報特開2010-40380號
專利文獻3：日本專利公開公報特開2000-21702號
通過將承載供體基板的供體台和放置在該供體台上的承載光學系統的光學台的兩個台與承載受體基板的受體台作為獨立的機構的構成、以及 不將光學台直接放置於供體台而作為分別獨立設置在剛性高的平臺上的構成，使伴隨各台的掃描產生的振動和各種錯誤對台間的同步位置精度造成的影響最小化。其結果，本發明的目的在於提供一種轉移裝置，其在維持轉移位置精度的同時有助於受體基板的大型化、精細化和縮短節拍時間。
第一發明是一種轉移裝置，其通過從供體基板的背面向位於移動的所述供體基板的表面上的對象物照射脈衝鐳射，選擇性地將所述對象物剝離，並將所述對象物轉移到邊與所述供體基板相對邊移動的受體基板上，所述轉移裝置包括：脈衝振盪的鐳射裝置；望遠鏡，使從所述鐳射裝置射出的脈衝鐳射成為平行光；整形光學系統，將通過了所述望遠鏡的脈衝鐳射的空間強度分佈整形為均勻的分佈；光罩(mask)，使由所述整形光學系統整形後的脈衝鐳射以規定的圖案通過；場鏡，位於所述整形光學系統和所述光罩之間；投影透鏡，將通過了所述光罩的圖案的鐳射縮小投影在所述供體基板的表面；光罩台，承載所述場鏡和所述光罩；光學台，承載所述整形光學系統、所述光罩台和所述投影透鏡；供體台，以使所述供體基板的背面成為鐳射的射入側的朝向承載所述供體基板；受體台，承載所述受體基板；以及可程式設計的多軸控制裝置，具有所述脈衝鐳射振盪用的觸發輸出功能和台控制功能，所述受體台具有將水平面作為XY平面時的Y軸、鉛垂方向的Z軸和XY平面內的θ軸，所述供體台具有X軸、Y軸和θ軸，所述投影透鏡與所述投影透鏡用的Z軸台一起承載在所述光學台上，所述望遠鏡、所述整形光學系統、所述場鏡、所述光罩和所述投影透鏡構成縮小投影光學系統，所述縮小投影光學系統將所述光罩的圖案縮小投影在所述供體基板的表面，所述供體台的X軸設置在平臺1(第一平臺)上，所述受體台的Y軸設置在與所述平臺1不同的平臺2(第二平臺)上，所述供體台的Y軸懸掛設置於所述供體台的X軸。
在此，「移動的」基板包括脈衝鐳射(圖1A中表示為「LS」。但是，圖1A雖然表示第二發明的主要結構部，但是由於包含與第一發明的結構共通的結構部分，所以進行參照。以下相同)的照射時也不停止而移動的情況和 脈衝鐳射的照射時停止並反復進行移動和停止的情況，根據本發明的轉移裝置進行的轉移工序和所要求的節拍時間等選擇所述的情況。此外，也包括供體基板(D)反復進行移動和停止、受體基板(R)不停止的結構和與其相反的情況的結構。在來自供體基板的對象物的剝離中僅使用一次照射時且要求高節拍時間的情況下，適合選擇供體基板和受體基板以相同或不同的速度不停止地移動的結構。另一方面，在想要使對象物層疊一定厚度的情況下等，有時選擇使供體基板不停止地移動且受體基板在一定照射數期間停止的結構。
此外，「對象物」沒有特別的限定，是設置在供體基板上或隔著光吸收層(圖1A中省略圖示)在供體基板上設置成一片的轉移對象物，包括以所述專利文獻中記載的有機EL層為代表的薄膜和以微小的單元狀且規則地配置有多個的對象物，但是並不限定於這些對象物。另外，轉移的機理包括下述情況：被照射了鐳射的所述光吸收層產生衝擊波，由此對象物從供體基板剝離並朝向受體基板轉移；不具備光吸收層而通過直接向對象物照射的鐳射而剝離；但是並不限定於這些情況。
供體基板的材質只要對所述鐳射的波長具有透過特性即可，理想的是基板的大型化所造成的彎曲量小的材質。另外，在該彎曲量大到不滿足供體基板與受體基板間的間隙的均勻性的程度的情況下，供體台(Yd、θd)的供體基板的承載方法例如有如下的方法：通過在供體基板的中央附近設置吸附區域等來進行機械矯正；除此以外使用後述的高度感測器的組合形成的間隙感測器進行修正。
在本發明中，為了將位於供體基板的邊緣附近的對象物向受體基板轉移，供體台的可動範圍包含供體基板應移動的XY平面區域，並且是指依存於受體基板的大小的範圍。作為一個例子，在供體基板的XY平面內的尺寸為200×200[mm]、同樣的受體基板為400×400[mm]的情況下，供體台(Xd、Yd)應移動的規定範圍大體為800×800[mm]。圖4表示該情況。另外，在為了取下供體基板而需要進一步移動的情況下，也包含該區域。
此外，「平臺」的材質沒有特別的限定，但是必須是具有極高剛性的材質。为了使平台1(G1)具有剛性，希望俯視時為「
Figure 107122157-A0305-02-0007-3
」形或「□」形的形状。此外，在圖1A中，將平臺2圖示為一個的形狀，但是具體地說，也可以是下述構成：將平臺作為沿Y軸方向設置兩個的平臺，在其中間放置線性刻度和直線電機。另外，平臺1和平臺2可以是固定在同一基礎平臺(G)上的結構。此外，G1可以由平臺11(G11)和平臺12(G12)的組合構成。
此外，任何平臺的材質都需要使用鋼鐵、石材或陶瓷材料等剛性高的構件。例如該石材可以使用以花崗岩(granite)為代表的石材，但是並不限定於此。此外，全部平臺無需由相同的材質構成。
在後述的實施例中，對各台的移動進行詳細說明，但是大體進行以下的動作。首先，供體台的X軸(Xd)在懸掛設置有供體台的Y軸(Yd)的狀態下設置在G1上，沿X軸方向移動。此外，該移動改變供體基板和受體基板間的沿X軸的相對位置。圖1B表示移動的情況。另外，在哪個圖中都未圖示台的可動工作臺和直線導軌等的詳細結構。
光學台(Xo)向平臺等設置的設置方法沒有限定，可以選擇各種機構，例如放置在Xd上的狀態、與設置有Xd的平臺設置在同一平臺上的狀態、或放置在與Xd不同的平臺上的狀態等。Xo與Xd同時行進並在X軸方向上移動，整形光學系統(H)、場鏡(F)、光罩(M)和投影透鏡(Pl)的各相對位置不變化，使它們一體移動。另一方面，沿著X軸的Xo的移動會改變供體基板與投影透鏡間的相對位置關係。圖1C表示該移動的情況。
另外，在不需要改變供體基板與投影透鏡的X軸方向的相對位置的情況下，可以是始終與供體台的X軸一起移動的結構，即省略光學台，均質器(homogenizer)、場鏡、光罩和投影透鏡全部設置在供體台的X軸上或固定在另外的平臺上的結構。
光罩承載在光罩台上，該光罩台至少具有與場鏡一起沿X軸方向移動的W軸，此外優選的是，還可以具有：Y軸方向的U軸、沿Z軸方向移 動的V軸、作為YZ平面內的轉動軸的R軸、調整相對於V軸的傾斜度的TV軸和調整相對於U軸的傾斜度的TU軸。此外，為了抑制向光罩照射鐳射所產生的熱量的注入，可以在該光罩的眼前一側設置孔眼光罩，該孔眼光罩配置有比光罩圖案大一圈的圖案，與所述光罩配合而成為雙光罩結構。
供體台的Y軸(Yd)和受體台的Y軸(Yr)以將轉移工序中的供體基板和受體基板的間隙保持為固定且維持極高的平行度的狀態，以相同或不同的速度移動。此外，按照各台組的移動方法和支承它們的平臺等的上述結構，通過將受體基板的移動機構限定於Y軸且與供體基板的移動機構分離，能夠抑制因彼此的基板的移動區域的干擾和振動造成的相互影響，能夠應對受體基板的尺寸的大型化和精細化。
第二發明是在第一發明的基礎上，所述供體台的X軸放置在所述平臺1上，所述光學台放置在所述供體台的X軸上。
圖1A表示所述第二發明的轉移裝置的主要結構部分(側視圖)。圖1B表示Xd放置上Xo並從圖1A的狀態移動了的情況(側視圖)。圖1C表示Xo從圖1B的狀態在Xd上移動了的情況(側視圖)。圖1D表示圖1C的俯視。
第三發明是在第一發明的基礎上，所述光學台放置在所述平臺1上，並且所述供體台的X軸懸掛設置於所述平臺1。
圖2A表示所述第三發明的轉移裝置的主要結構部分(側視圖)。圖2B表示Xd和Xo從圖2A的狀態在G1上(Xd懸掛設置於G1)移動了相同距離的情況(側視圖)。圖2C表示僅Xo從圖2B的狀態在G1上移動了的情況(側視圖)。
第四發明是在第一發明的基礎上，所述供體台的X軸安裝在所述平臺1上，所述光學台放置在與所述平臺1和所述平臺2都不同的平臺3(第三平臺)上。
在此，「設置在平臺1上」包含放置在平臺1上的狀態和從平臺1懸掛設置的狀態，但是並不限定於這些狀態。
第五發明是在第一發明的基礎上，在所述供體台的X軸和所述平臺1之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構，在所述供體台的X軸和所述供體台的Y軸之間具有對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構。
在此，圖3A表示設置在供體台的X軸(Xd)和平臺1(G1)之間的轉動調整機構(RP)的一個例子。在所述圖3A中，左圖表示俯視圖，右圖表示從X軸方向觀察的側視圖。此外，在俯視圖中，位於外側的一列的孔用於與G1的固定，並且為了具有轉動調整功能而具有“游隙”(餘裕、寬裕)。此外，在俯視圖中，位於內側的二列的孔是使螺絲通過的孔，該螺絲用於固定該RP和Xd的直線導軌。另外，也可以將具有“遊隙”的一側作為該Xd的直線導軌用的孔，但是在以獨立且平行的方式固定兩個直線導軌的情況下，存在設置工序的難易度上升的可能性。
另一方面，圖3B表示設置在Xd與懸掛設置於Xd的供體台的Y軸(Yd)之間的RP的一個例子。在俯視圖中，位於外側的二列的孔用於與Xd的固定，並且為了具有轉動調整功能而具有“遊隙”。此外，沿Y軸方向排列的二列的孔用於與Yd的固定。
此外，作為設置在G1和Xd之間的RP，可以使用與前述的RP不同的RP。例如，將支點(Z軸方向的轉動軸)設置在該RP與G1的接觸面上，該支點用於相對於G1在XY平面內對放置Xd的RP進行轉動調整(省略圖示)，在充分遠離所述支點的RP的側面(鉛垂面)設置相對於該支點的力點。在該力點附近的G1上設置朝向力點沿水準推壓的大型螺絲。同樣，在與其相反側的RP的側面設置大型螺絲。由此，能夠使放置有Xd的該RP相對於G1以所述支點為中心以微弧度[μrad]數量級在XY平面內轉動。
第六發明是在第二發明的基礎上，在所述供體台的X軸和所述平臺1之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構，在所述供體台的X軸和所述光學台之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構，在所述供體台的X軸和所述供體台的Y軸之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構。
作為上述RP，例如可以使用用於上述的圖3A所示的G1和Xd之間的RP、用於圖3C所示的Xd和Xo之間的RP、以及用於圖3B所示的Xd和Yd之間的RP。
第七發明是在第三發明的基礎上，在所述供體台的X軸和所述平臺1之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構，在所述光學台和所述平臺1之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構，在所述供體台的X軸和所述供體台的Y軸之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構。
在此，例如，作為Xo和G1之間以及Xd和G1之間的轉動調整機構分別使用圖3A所示的RP，另一方面，作為Xd和Yd之間的轉動調整機構使用圖3B所示的RP。前者的RP上具有使Xo和Xd的直線導軌固定用螺絲通過的孔，使用該孔所具有的「遊隙」，調整固定有各台用直線導軌的RP和G1的XY平面內的設置角度。
第八發明是在第四發明的基礎上，在所述供體台的X軸和所述平臺1之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構，在所述光學台和所述平臺3之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構，在所述供體台的X軸和所述供體台的Y軸之間具有用於對兩者間的XY平面內的設置角度進行微調整的轉動調整機構。
第九發明是在第一發明至第八發明中的任意一項發明的基礎上，所述鐳射裝置是準分子雷射器。
在此，準分子雷射器的振盪波長主要是193[nm]、248[nm]、308[nm]或351[nm]，根據光吸收層的材料和對象物的光吸收特性，從它們中適當選擇。
第十發明是在第九發明的基礎上，所述轉移裝置包括脈衝光閘，所述脈衝光閘切斷從所述準分子雷射器射出的雷射脈衝的任意脈衝列。
已為公眾所知的是，脈衝振盪的鐳射裝置從所述可程式設計的多軸控制裝置接收觸發信號並開始振盪，但是其振盪後的一定次數或一定時間內的脈衝的能量不穩定到由於應用的不同而不能使用的程度。由此，為了排除該不穩定的脈衝組，需要通過機械性的光閘動作排除上述脈衝組。具體地說，例如在以1[kHz]振盪的準分子雷射器的情況下，相鄰的雷射脈衝間的時間窗約為1[ms]，需要能夠在該時間內移動(橫穿)一定距離的高速的光閘功能。該一定距離依存於使光閘動作的場所的鐳射的空間大小，如果該距離是5[mm]，則所要求的光閘動作速度是5[m/s]，需要使用音圈(voice coil)等使光學元件出入光路的超高速光閘。另外，即使通過成形光學系統等使該空間的大小變小，能夠縮短光閘構件橫穿的距離，也會因鐳射的能量密度而容易損傷。
第十一發明是在第十發明的基礎上，所述可程式設計的多軸控制裝置具有至少同時控制所述受體台的Y軸和所述供體台的Y軸的功能，並且包括使用用於對所述台的移動位置誤差進行修正而預先製作的二維分佈修正值資料來對所述移動位置誤差進行修正的裝置。
例如，使用Xd或Xo與、Yr或Yd的任意一種組合的類比的XY平面中的二維分佈修正值資料資訊，進行鐳射的照射時的受體基板和供體基板的位置修正。修正的位置誤差的主要原因包括伴隨各台的移動產生的縱搖(pitching)、偏轉(yawing)和橫搖(rolling)，但是並不限定這些。此外，確定修正值的參數除了所述各台的位置資訊以外，還包含Yr和Yd的移動速度及它們的比。
第十二發明是在第十一發明的基礎上，監測所述供體基板的位置的高倍率照相機設置在所述受體台的Z軸上，或者監測所述受體基板的位置的高倍率照相機設置在所述供體台的X軸或與該供體台的X軸一起移動的部分上、或者設置在所述光學台或與該光學台一起移動的部分上。
在此，在與「供體台的X軸一起移動的部分」中也包含懸掛設置於Xd的Yd。在本發明中，各台的Y軸之間的平行度和X軸之間的平行度以及各台的Y軸與X軸的垂直度是左右轉移位置精度的重要參數。此外，在組裝各台時的平行度和垂直度的檢驗中，相對於承載對準用基板的各台的移動距離，使用高倍率、高解析度的照相機監測與其垂直的方向上的偏差量，並使用所述轉動調整機構來進行垂直度的調整。此外，在Yr和Yd間的平行度的調整中，使兩個台同步移動(並行)相同距離，通過安裝在一個臺上的高倍率照相機，觀察附加在對置的臺上的進行了圖案匹配的對準標記圖像(十字標記等)的位置是否未移動而靜止。在該情況下，Y軸方向的移動表示Yd和Yr的同步異常，X軸方向的移動表示Yd和Yr的平行度的調整錯誤。
另外，作為高倍率照相機通常使用CCD照相機。倍率等依存於轉移位置精度，但是作為一個例子，在檢測所述[μrad]數量級的偏差量的情況下亦即在相對於1[m]的台移動距離檢測1[μm]的偏差量的情況下，可以使用解析度1[μm]且倍率為20倍~50倍程度的照相機。
第十三發明是在第十二發明的基礎上，所述供體台和所述受體台包括間隙感測器，所述間隙感測器測量所述供體基板的表面(下表面)與所述受體基板的表面的間隙。
在此，間隙感測器是指組合了分別設置在供體和受體台上的高度感測器的感測器，設置在供體台上的高度感測器測量到受體基板的距離，設置在受體台上的高度感測器測量到供體基板的距離，根據兩個測量值和高度感測器的高度資訊，計算供體基板與受體基板間的間隙。
第十四發明是在第十三發明的基礎上，作為所述受體台的Y軸用和所述供體台的Y軸用，分別包括使用鐳射干涉計的位置測量裝置。
作為受體台的Y軸(Yr)用鐳射干涉計的結構，可以使用包括以下部件的結構：反射鏡(Ic)，承載在與Yr一起移動的部分上；干涉計用鐳射(IL)，固定在例如平臺2(G2)等不容易受到因所述移動產生的振動等的影響的平臺上；以及1/4波長板等(省略圖示)。此外，作為所述反射鏡，適合使用三軸的角錐棱鏡(逆反射器(retro-reflector))，並優選盡可能接近受體基板的位置(高度)。由圖5A表示概況(省略了供體台組和受體台的Z軸、θ軸的圖示)。
基於來自所述線性編碼器的位置資訊，通過可程式設計的多軸控制裝置來控制Yr，將所述鐳射干涉計用於作為所述線性編碼器的校正、以及作為在後述的Yr和Yd的齒輪模式動作中精細地調整其齒輪比時的校正。
作為供體台的Y軸(Yd)用鐳射干涉計的結構，可以使用包括以下部件的結構：Ic，承載在與懸掛設置於Xd的Yd一起移動的面上；IL，以同樣方式固定在Xd上；以及1/4波長板等(省略圖示)。在此，作為所述反射鏡，適合使用三軸的角錐稜鏡(逆反射器)，優選盡可能接近供體基板的位置(高度)。由圖5B表示概況。(受體台組省略圖示)另外，對於任意一個干涉計用鐳射的檢測方式的選擇，只要根據所要求的轉移位置精度來選擇最適合的方式即可。
第十五發明是在第十四發明的基礎上，所述轉移裝置包括共焦點光束輪廓儀，所述共焦點光束輪廓儀在與通過所述投影透鏡對所述光罩的圖案進行縮小投影並成像的位置共軛的位置具有焦平面。
通過該共焦點光束輪廓儀，能夠即時且以與縮小成像光學系統的成像解析度同等的精度，監測向供體基板表面縮小投影的鐳射的位置和空間強度分佈的狀態以及其成像狀態。
第十六發明是一種轉移裝置的使用方法，所述轉移裝置是第十三發明的轉移裝置，使用所述間隙感測器，與供體基板的XY位置資訊一起預先測 量供體基板的彎曲量，基於通過所述測量得到的彎曲量的二維分佈資料，邊使用通過所述受體台的Z軸(Zr)或所述投影透鏡的Z軸台進行的調整，邊對供體基板與受體基板的間隙進行修正。
第十七發明是一種轉移裝置的調整方法，所述轉移裝置是第五發明至第八發明中的任意一項所述的轉移裝置，所述轉移裝置的調整方法是組裝所述轉移裝置的工序中的所述受體台的Y軸和所述供體台的Y軸的平行度的調整方法，所述轉移裝置的調整方法以與所述受體台的Z軸和θ軸一起進行了直線度的調整的所述受體台的Y軸為基準，依次包括如下的步驟：通過位於所述平臺1和所述供體台的X軸之間的轉動調整機構，對所述受體台的Y軸與所述供體台的X軸的垂直度進行調整；使懸掛設置於調整了垂直度的所述供體台的X軸的供體台的Y軸和所述受體台的Y軸同步平排行進，通過安裝在與所述受體台的Y軸一起移動的部位上的高倍率照相機，觀察對置的供體台的Y軸上的對準標記；以及基於所述觀察的結果，通過所述供體台的X軸和所述供體台的Y軸之間的轉動調整機構，對所述受體台的Y軸與所述供體台的Y軸的平行度進行調整。
另外，為了高精度地確認並調整Yd與Yr的平行度，優選的是，高倍率照相機位於放置在Yr上的各台和板等中最高的位置，並且安裝在剛性高的部分上。
本發明能夠在供體基板和受體基板的高同步位置精度的基礎上，在保持高轉移位置精度的同時實現轉移裝置的受體基板的大型化和縮短節拍時間。
1:平臺
2:平臺
3:平臺
11:平臺
12:平臺
AD:供體台用調整用基板
AR:受體台用調整用基板
BP:共焦點光束輪廓儀
CCD:高倍率照相機
D:供體基板
F:場鏡
G:基礎平臺
G1:平臺1
G11:平台11
G12:平台12
G2:平台2
G3:平台3
H:整形光學系統
Ic:鐳射干涉計用角錐棱鏡
IL:鐳射干涉計用鐳射
LS:鐳射
M:光罩
Pl:投影透鏡
R:受體基板
RP:轉動調整機構
S:對象物
TE:望遠鏡
Xd:供體台的X軸
Xo:光學台(X軸)
Yd:供體台的Y軸
Yl:投影透鏡和照相機的切換台
Yr:受體台的Y軸
Zl:投影透鏡的Z軸台
Zr:受體台的Z軸
θ d:供體台的θ軸
θ r:受體台的θ軸
圖1A表示本發明的轉移裝置的主要結構部分(側視圖)。(第二發明)
圖1B表示供體台的X軸在放置上光學台並從圖1A的狀態移動了的情況(側視圖)。
圖1C表示光學台從圖1B的狀態在供體台的X軸上移動了的情況(側視圖)。
圖1D是圖1C的俯視圖。
圖2A表示本發明的轉移裝置的主要結構部分(側視圖)。(第三發明)
圖2B表示供體台的X軸和光學台從圖2A的狀態在平臺1上移動了相同距離的情況(側視圖)。
圖2C表示僅光學台的X軸從圖2B的狀態在平臺1上移動了的情況(側視圖)。
圖3A表示用於G1和Xd之間的轉動調整機構的例子。
圖3B表示用於Xd和Yd之間的轉動調整機構的例子。
圖3C表示用於Xd和Xo之間的轉動調整機構的例子。
圖4表示根據受體基板的尺寸供體台應移動的範圍。
圖5A表示設置有受體台的Y軸用鐳射干涉計的情況。
圖5B表示設置有供體台的Y軸用鐳射干涉計的情況。
圖6表示形成在光罩上的圖案的例子。
圖7表示利用多列光罩圖案的轉移工序的情況。
圖8表示共焦點光束輪廓儀的監測的情況。
圖9A表示轉移工序的第一次照射。
圖9B表示轉移工序的第二次照射。
圖9C表示轉移工序的第三次照射。
圖10表示通過齒輪比1：2掃描一次後的受體基板的情況。
圖11表示供體台的X軸的步進掃描的情況。
圖12表示使受體台的Y軸和供體台的Y軸並進時的同步位置錯誤。
圖13A表示使用矩陣狀的供體基板的轉移工序的第一次照射。
圖13B表示使用矩陣狀的供體基板的轉移工序的第二次照射。
圖13C表示使用矩陣狀的供體基板的轉移工序的第三次照射。
下面，參照附圖對本發明的轉移裝置的具體結構進行詳細說明。
[實施例1]
在本實施例1中，表示如下的實施例：在尺寸為200×200[mm]的供體基板上，將隔著光吸收層形成為一片的層狀(固態膜)對象物作為每個形狀為10×10[μm]的單元狀的轉移對象物，以縱12000×橫12000的合計144百萬個矩陣狀的方式向尺寸為400×400[mm]的受體基板轉移。上述144百萬個的轉移位置是±1[μm]的位置精度，各縱、橫的間距是30[μm]。
首先，圖1A表示與本發明的實施相關的轉移裝置的主要結構部分。另外，在圖1A中省略了鐳射裝置、控制裝置和其它監視器等的圖示，X軸、Y軸和Z軸方向如圖中所示。平臺1(G1)、平臺11(G11)、平臺12(G12)和平臺2(G2)全部為使用花崗岩的石平臺。此外，基礎平臺(G)使用了剛性高的鐵。另外，本實施例是將上述第六發明的構成作為基礎的實施例。
按照從鐳射裝置射出脈衝鐳射並照射到供體基板上的對象物為止的鐳射的傳輸順序，依次對本發明的實施例1的轉移裝置的構成進行說明。首先，在本實施例1中使用的鐳射裝置是振盪波長為248[nm]的準分子雷射器。射出的鐳射的空間分佈大約為8×24[mm]，光束發散角是1×3毫弧度[mrad]。以上均是(縱×橫)的記載，數值是FWHM。
另外，準分子雷射器的規格為多種，根據輸出的不同、重複頻率的不同、光束尺寸的不同和光束發散角的不同等，存在有射出的鐳射縱向長(使所述縱和橫反轉)的準分子雷射器，但是通過光學系統的追加、省略或設計變更，存在有多種能夠在本實施例1中使用的準分子雷射器。此外，雖然鐳射裝置依存於其大小，但是一般來說設置在與設置有轉移裝置的台組的基座不同的基座(鐳射用平臺)上。
來自準分子雷射器的射出光射入望遠鏡光學系統，並向其前方的整形光學系統傳輸。在此，如圖1A所示，整形光學系統以使光軸沿X軸的方式承載在光學台(Xo)上，該光學台設置在使供體基板移動的供體台的X軸(Xd)上。此外，就要射入該整形光學系統之前的鐳射以在所述供體台的X軸的移動範圍內的任意位置都成為大體平行光的方式由望遠鏡光學系統進行調整。因此，不論Xd和/或Xo的X軸方向的移動怎樣，鐳射始終以大體相同尺寸、相同角度(垂直)射入整形光學系統。在本實施例1中，其尺寸約為25×25[mm](縱×橫)。
本實施例1的整形光學系統(H)在與光軸方向垂直的平面內，將兩個一組的單軸柱面透鏡陣列組合成兩組直角。其配置為：各組內的前級的透鏡陣列通過後級的透鏡陣列和位於其後方的聚光透鏡(省略圖示)，在光罩(M)上成像。
通過了整形光學系統的鐳射經由在與投影透鏡(Pl)的組合中構成圖像側遠心縮小投影光學系統的場鏡(F)射入光罩。在光罩上的鐳射的尺寸是1×50[mm](FWHM)，其空間強度分佈均勻性為±5%以內的區域的尺寸維持0.5×45[mm]以上。
光罩固定在光罩台上，如上所述，所述光罩台具有合計六軸調整機構，所述六軸為：與場鏡一起沿X軸方向移動的W軸、Y軸方向的U軸、沿Z軸方向移動的V軸、作為YZ平面內的轉動軸的R軸、調整相對於V軸的傾斜度的TV軸、以及調整相對於U軸的傾斜度的TU軸。
本實施例1的光罩使用通過鍍鉻在合成石英板上描繪(形成)有圖案的光罩。圖6表示其概略。在該光罩中，未實施鍍鉻的、表示為白色的窗部分(a)透過鐳射，實施了鍍鉻的有顏色部分(b)遮擋鐳射。一個窗的形狀(a)是50×50[μm]，將其沿X軸方向(一列)以150[μm]間隔連續43.85[mm]合計配置300個。此外，實施鍍鉻的面是鐳射的射出側，另一方面，射入側設有248[nm]用的反射防止膜。此外，代替鍍鉻，可以使用鋁蒸鍍 或電介質多層膜。
另外，當在一個光罩上切換使用多個圖案的轉移工序的情況下，如果在從所述整形光學系統向光罩上照射的鐳射的尺寸的範圍內、且在光罩台的可動範圍內，則可以使用描繪有不同的圖案的光罩。
此外，在圖7中，當在使受體基板(R)進行一次掃描期間(其中也包含中途停止)使用以相同速度多次或往返對供體基板(D)進行掃描的轉移工序等情況下，圖6所示的光罩圖案可以不是一列，而是可以採用多列圖案(但是鐳射照射在該光罩圖案中間歇且選擇性地進行照射。圖7中表示為3×2列的矩陣)。由此，能夠使用與受體基板相比尺寸小的供體基板。
通過了所述光罩圖案的鐳射通過落射鏡將其傳輸方向改變為朝向鉛垂下方(-Z方向)並射入投影透鏡。該投影透鏡設有248nm用的反射防止膜，具有1/5的縮小倍率。詳細如下表1所示。
Figure 107122157-A0305-02-0018-1
從投影透鏡射出的鐳射從供體基板的背面射入，以所述光罩圖案的1/5的縮小尺寸準確地向形成於其表面(下表面)的光吸收層的規定位置進行投影。在此，以預先附加於供體基板的對準標記等為基準，通過供體台的X軸(Xd)、Y軸(Yd)和θ軸(θd)進行調整後，決定XY平面內的規定位置。
為了調整成由投影透鏡生成的光罩圖案的圖像面聚焦於供體基 板的表面和光吸收層的邊介面，調整投影透鏡的Z軸台(Zl)和放置有場鏡(F)的光罩台的W軸的位置。另外，雖然可以追加供體基板的Z軸方向的調整功能(Z軸台)，但是需要考慮因向供體台的X軸(Xd)增加加重負荷導致的轉移位置精度的下降。
調整供體基板表面和光吸收層的邊介面的成像位置時，使用在焦平面上具有與像平面為共軛關係的平面的共焦點光束輪廓儀(BP)的即時監測是有效的。圖8表示該調整畫面的情況。在本實施例1中，即時且以高解析度監測縮小成像於供體基板表面和光吸收層的邊介面的鐳射的空間強度分佈。
以上是與從鐳射裝置射出的脈衝鐳射的傳輸有關的本實施例1的裝置結構所實現的功能。
接著，簡單說明在本發明的裝置中如何使用本實施例1的結構以機械方式實現受體台的Y軸(Yr)與供體台的Y軸(Yd)的平行度。
各台如圖1A所示，在石平臺1(G1)上放置供體台的X軸(Xd)，並且在其上放置光學台(Xo)。受體台組(Yr、θr、Zr)放置在石平臺2(G2)上。此外，整體構建在基礎平臺(G)上。此外，轉動調整機構(RP)設置在G1和Xd之間、Xo和Xd之間、以及Xd和Yd之間(省略圖示)。
另外，為了調整各台的軸的垂直度和平行度，代替供體基板使用承載在供體台上的調整基板AD，並且代替受體基板使用放置在受體台上的調整基板AR。在任意一個調整基板上作為對準線描繪有表示準確地形成直角的X軸(對準線X)和Y軸(對準線Y)的線，並且在規定的位置(間隔)處也附加有標記。
1)Yr與AR(Y)的平行度(Yr與AR(X)的垂直度)
為了調整受體台的Y軸(Yr)與調整基板AR上的對準線Y的平行度，通過高倍率CCD照相機觀察放置在受體台的Z軸(Zr)上的調整基板AR，所述高倍率CCD照相機固定在光學台(Xo)上或設置於光學台 (Xo)的投影透鏡用的Z軸台上。使所述Yr軸移動400[mm]，以使對準線Y的X軸方向的偏差量在1[μm]以內的方式使用受體台的θ軸(θr)進行調整。另外，此時的台的移動距離在台的有效行程的範圍內，此外，應容許的偏差量根據所要求的轉移精度而變化。(以下相同)
2)AR(X)與Xd的平行度(Yr與Xd的垂直度)
接著，使用通過上述方式調整了的調整基板AR的對準線X，通過高倍率CCD照相機邊觀察邊調整供體台的X軸(Xd)與受體台的Y軸(Yr)的垂直度，所述高倍率CCD照相機同樣固定在光學台(Xo)上或設置於光學台(Xo)的投影透鏡用的Z軸台上。使所述Xd軸移動400[mm]，以使對準線X的Y軸方向的偏差量在1[μm]以內的方式使用所述G1與Xd之間的轉動調整機構調整兩者的安裝角度，並且調整G1與Xd亦即Xd相對於Yr的安裝角度。
3)AR(X)與Xo的平行度(Yr與Xo的垂直度、Xd與Xo的平行度)
使用通過上述方式調整了的調整基板AR的對準線X，通過高倍率CCD照相機邊觀察邊調整光學台(Xo)與供體台的X軸(Xd)的平行度，所述高倍率CCD照相機固定在光學台(Xo)上或設置於該光學台(Xo)的投影透鏡用的Z軸台上。使所述Xo軸移動200[mm]，以使對準線X的Y軸方向的偏差量在0.5[μm]以內的方式通過兩者間的轉動調整機構調整光學台(Xo)相對於供體台的X軸(Xd)的平行度。
4)Yd與AD(Y)的平行度
為了調整供體台的Y軸(Yd)與調整基板AD上的對準線Y的平行度，通過高倍率CCD照相機觀察承載在供體台的θ軸(θd)上的調整基板AD，所述高倍率CCD照相機固定在光學台(Xo)上或設置於該光學台(Xo)的投影透鏡用的Z軸台上。使所述Yd軸移動200[mm]，以使對準線Y的X軸方向的偏差量在0.5[μm]以內的方式使用供體台的θ軸(θd)進行調 整。
5)AD(X)與Xo的平行度(AD(X)與Xd的平行度、Xd與Yd的垂直度)
為了調整供體台的X軸(Xd)與供體台的Y軸(Yd)的垂直度，通過高倍率CCD照相機觀察調整基板AD上的對準線X，所述高倍率CCD照相機固定在已對與供體台的X軸(Xd)的平行度進行了調整的光學台(Xo)上或設置於該光學台(Xo)的投影透鏡用的Z軸台上。使該光學台(Xo)移動200[mm]，以使對準線X的Y軸方向的偏差量在0.5[μm]以內的方式通過兩者間的轉動調整機構來調整與懸掛設置於供體台的X軸(Xd)上的供體台的Y軸(Yd)的垂直度。
6)AD(Y)與Yr的平行度(Yd與Yr的平行度)
最後，為了確認供體台的Y軸(Yd)與受體台的Y軸(Yr)的平行度，在供體台的Y軸(Yd)上安裝高倍率CCD照相機，觀察放置在對置的受體台上的調整基板AR的對準線Y。此時，預先取下調整基板AD。移動供體台的X軸(Xd)，以使所述高倍率CCD照相機能夠觀察受體台的任意一端。接著，使供體台的Y軸(Yd)移動400[mm]，確認對準線Y的X軸方向的偏差量是否在1[μm]以內。此外，為了對受體台的另一端也進行同樣的確認，在使Xd移動到該另一端之後，再使Yd移動400[mm]，確認對準線Y的X軸方向的偏差量在1[μm]以內。另外，也可以使Yd和Yr並進並觀察對準標記的位置變化。
另外，在將高倍率CCD照相機安裝在供體台的Y軸(Yd)上的情況下，根據供體台的X軸的位置和石平臺1的形狀(開口)，存在該高倍率CCD照相機與它們接觸的可能性。在該情況下，不將高倍率CCD照相機安裝在Yd上而是安裝在受體台的Z軸(Zr)上，通過使受體台的Y軸(Yr)移動200[mm]，也能夠觀察調整基板AD的對準線Y並確認其X軸方向的偏差量。
由於石平臺1(G1)和石平臺2獨立地支承各台，並且Yd懸掛設置於設置在G1上的Xd，所以雖然不能直接調整Yr與Yd的平行度，但是能夠如上所述一步一步地以[μrad]數量級進行Yr與Yd的平行度的調整。另外，由於以所述1)至6)的順序按照調整步驟，平行度(垂直度)的誤差累積，所以理想的是以將初期階段的容許偏差量抑制為盡可能小的方式進行調整。此外，所述1)至6)的調整步驟雖然記載了XY平面的各台的平行度和垂直度的調整，但是也需要進行其它軸(X軸和Y軸)的調整。
接著，參照圖9A至9C，說明本實施例1的轉移時的供體基板和受體基板的掃描。在此，圖9A至9C的俯視是操作者位於這些圖的左側且供體基板(D)和受體基板(R)相對於該操作者沿前後進行掃描的圖。
首先，在供體基板的整個表面上測量吸附並設置在供體台的θ軸(θd)上的供體基板的彎曲量，並將其與位置資訊一起作為二維資料進行製圖。該資訊用作與在轉移工序中移動的供體台的X軸(Xd)和Y軸(Yd)對應的受體台的Z軸(Zr)的修正量。
此外，在以下的說明中，為了便於說明，把從操作者觀察時受體基板(R)和供體基板(D)的左邊眼前側的規定位置定義為各基板的原點。此外，將向受體基板的原點照射鐳射時的光學台(Xo)和受體台(Yr、θr)的位置分別定義為原點。此外，在供體基板中，將所述鐳射(LS)照射時的供體台(Xd、Yd、θd)的位置也定義為各自的原點。但是，各台的原點並不限定於其行程範圍的一端，是用於此後的轉移工序和基板的取下而留出移動的行程部分的位置。
圖9A表示向位於原點位置的供體基板(D)和受體基板(R)照射鐳射(LS)的最初脈衝的情況。在此，圖示了側視(側視圖)和俯視(俯視圖)兩者。單點劃線表示鐳射通過縮小投影光學系統向對象物(S)照射的情況，接受了該照射的10×10[μm]的區域的光吸收層(省略圖示)吸收鐳射，消融(ablation)並產生衝擊波，由此相同區域的對象物被轉移到對置的受體基板上。圖示的對象 物雖然是三個，但是在本實施例1的情況下，合計300個對象物一次向受體基板轉移。
在本實施例1中，鐳射裝置以200[Hz]振盪，此外，由於通過一次照射進行轉移，所以受體台(Yr)到下次的照射位置為止不使受體基板停止地以速度6[mm/s]向-Y方向進行掃描。
另一方面，供體台的Y軸(Yd)在實現與所述受體台的Y軸(Yr)的位置的同步的同時，不使供體基板停止地以速度3[mm/s]朝向相同的-Y方向進行掃描。即，Yd與Yr的移動速度比(齒輪比(gear ratio))是1：2。圖9B表示各基板移動後的第二次照射的情況。
以Yr為基準(主(master))並將Yd作為從屬(從(slave))，使用台系統的齒輪指令，通過使兩個台進行齒輪模式同步動作來進行Yr與Yd的位置的同步。在控制系統中使用可程式設計的多軸控制裝置。
此外，為了確定所述齒輪指令的齒輪比，使用由鐳射干涉計測量的台位置的實際測量值。安裝角錐稜鏡(Ic)，將波長632.8[nm]的氦氖(He-Ne)鐳射(IL)和受光部(圖5A中省略圖示)設置在石平臺2(或同等的不動位置)上，所述角錐稜鏡(Ic)與Yr的移動台一起移動且在受體基板的附近構成鐳射干涉計。同樣地，在Yd的移動台側面安裝角錐稜鏡，將干涉計用鐳射和受光部(圖5B中省略圖示)設置在Xd上。由此，實現各台的準確的位置同步。
如上所述，各台在原點的位置以已經成為穩定的等速度運動的方式從原點的眼前一側的位置開始加速。在該加速時間內和台到達原點為止的時間內，需要切斷雷射脈衝，以使鐳射不向供體基板照射。因此，從可程式設計的多軸控制裝置以高精度向鐳射裝置發送外部振盪觸發信號或高速光閘的動作開始觸發信號以及台驅動信號。
此外，圖9C表示第三次照射的情況。從圖中可以看出如下情況：相對於供體基板(D)的移動距離，受體基板(R)的移動距離是兩倍。此後也同樣，受體基板和供體基板繼續移動。
當供體基板向-Y方向掃描180[mm]並結束時，同樣地當受體基板向-Y方向掃描360[mm]並結束時，鐳射裝置的振盪暫時停止，或者用高速光閘切斷鐳射的照射。通過該距離的掃描，沿X軸方向排列300個的對象物沿受體基板的Y軸方向被轉移12000行合計360萬個。圖10表示該情況。
在所述停止時間內，受體台的Y軸(Yr)和供體台的Y軸(Yd)都返回原點。(但是考慮下次掃描的加速距離。以下相同)另一方面，供體台的X軸(Xd)與之前的原點相比返回到-9[mm]的位置。此外，從新的區域開始再次開始轉移工序。以下，反復進行上述動作。
圖11表示在Xd的-9[mm]×20次的步驟(step)移動結束後，這次從之前的原點(用虛線圖示)向-X方向返回到15[μm]的位置(用實線圖示)，將該點作為新的原點並開始同樣的動作之前的情況。此後，反復進行兩個台的Y軸掃描(180[mm](Yd)和360[mm](Yr))與Xd的-9[mm]×20次的步驟操作。由此，在最初的Xd的180[mm]掃描(-9[mm]的20次步驟移動)期間向未受到鐳射的照射的區域(圖中用單點劃線圖示了下次的鐳射(LS)的照射預定區域)照射鐳射，能夠不浪費且更多地向受體基板轉移供體基板上的對象物。
另外，大約的加工時間是360[mm]/6[mm/s]×40[次]=2400[s]。另外，在該時間中不包含受體台的Y軸(Yr)移動其加減速所需要的距離的時間和每次Y軸掃描到返回到原點為止的時間。此外，通過將準分子雷射器的重複頻率提高到1[kHz]，上述加工時間能夠縮短1/5。
圖12表示通過本實施例1的裝置結構，以同步並進的方式將受體台的Y軸(Yr)作為基準(主)，以移動速度150[mm/s]使受體台移動400[mm]的距離，且將供體台的Y軸(Yd)作為從屬，(從)以移動速度75[mm/s]使供體台移動200[mm]的距離的情況下，兩個台的同步位置誤差。具體地說，將橫軸作為與受體台的移動速度對應的經過時間描繪了誤差量(δYr)與誤差量(δYd)的差(△Ydr=δYd-δYr)，所述誤差量(δYr)是在作為基準(主)的Yr上從 其線性編碼器得到的位置資訊與通過鐳射干涉計測量到的位置資訊的誤差量，所述誤差量(δYd)是在作為以上述1/2的速度同步移動的從屬(從)的Yd上從其線性編碼器得到的位置資訊與通過鐳射干涉計測量到的位置資訊的誤差量。從其結果可以看出，在400mm的移動距離內達成了±1[μm]以內的位置同步精度。
如上所述，本實施例1的對象物向受體基板的轉移圖案(pattern)是以間隔30[μm]將10×10[μm]以矩陣狀進行轉移，但是例如如果將該間隔設為60[μm]，則能夠用一個供體基板進行四個受體基板的轉移。
[實施例2]
在本實施例2中與實施例1中供體基板表面上的對象物是一片的層狀態不同，是如下的實施例：將在相同尺寸為200×200[mm]的供體基板上形成為矩陣狀的、一個形狀為10×10[μm]、間隔為15[μm]的合計144百萬個的對象物，以供體基板的1/2的密度即以30[μm]的間隔且以相同的矩陣狀向尺寸為400×400[mm]的受體基板轉移。
最終，向受體基板轉移的對象物的配置情況與實施例1相同，但是不同點在於，在本實施例2中，預先在供體基板上也以兩倍的密度同樣配置有對象物，並且將其以±1[μm]的位置精度向受體基板上轉移。此外，在該情況下，與實施例1相比，進一步嚴格要求供體台的Y軸(Yd)和受體台的Y軸(Yr)的位置同步精度。
在圖13A至圖13C中表示與實施例1同樣，在位於原點位置的供體基板(D)和受體基板(R)上從照射鐳射(LS)的最初的脈衝的情況到第三次照射的情況。
[實施例3]
在本實施例3中，將供體基板表面上的對象物向受體基板轉移的方法與實施例1或實施例2相同。另一方面，各台的Y軸彼此的平行度和X軸彼此的平行度、以及各Y軸與X軸的垂直度的調整方法與所述實施例不同。即，實施例1中記載的調整方法如下：為了調整受體台的Y軸(Yr)與供體台 的Y軸(Yd)的平行度，進行所述1)至6)的調整步驟，相對於此，在本實施例3中，在調整步驟早期階段調整上述Yr與Yd的平行度。
1)Yr、θr、Zr的直線度
該調整步驟是作為與所述實施例1和實施例2共通的前提的調整步驟。使用鐳射干涉計等調整設置在石平臺2(G2)上的受體台的Y軸(Yr)和設置在其上的θ軸(θr)、以及同樣的Z軸(Zr)和受體基板的支架的直線度(相對於作為將水平面作為XY平面時的鉛垂方向的Z軸的直線度)。另外，基本上在該調整後，未進行有可能影響受體台組的垂直度的調整，其它台的調整全部以上述受體台組的例如其最上表面為基準進行。
2)Yr與AR(Y)的平行度(Yr與AR(X)的垂直度)
與實施例1的調整步驟1)同樣，調整受體台的Y軸(Yr)與調整基板AR上的對準線Y的平行度。由此，也調整了Yr與對準線X的垂直度。另外，在不使用調整基板AR而使用在Yr上進行直接描繪等而得到的對準線或對準標記的情況下，可以省略該調整步驟1)。
3)AR(X)與Xd的平行度(Yr與Xd的垂直度)
接著，通過設置於放置在供體台的X軸(Xd)上的光學台(Xo)的高倍率CCD照相機觀察調整基板AR的對準線X。上述高倍率CCD照相機的Z軸方向的位置是由投影光學系統的設計決定的，但是在本實施例3中，使用承載投影透鏡的Z軸台(Zl)固定在投影透鏡(Pl)的位置附近。使Xd移動400[mm]，以對準線X的Y軸方向的偏差量在0.3[μm]以內的方式使用轉動調整機構調整Xd相對於石平臺1的安裝角度亦即Xd相對於Yr的垂直度。
4)Yr與Yd的YZ平面內的平行度
在實施例1的記載中，省略了其它軸系(X軸和Y軸)的調整步驟的記載，在此，簡單說明X軸系亦即YZ平面內的平行度的調整步驟。使用設置在受體台的Z軸(Zr)或其它部位上的高度感測器觀察供體台的Y軸(Yd)的下表面。使Yr與Yd同時同步移動(並行移動)200[mm]以上的相同距離，觀 察間隙感測器的測量值(Zr與Yd的距離)的變化。以使該變化在5[μm]以內或與投影透鏡的成像的焦點深度相比在足夠小的範圍內的方式，將墊板插入設置在Xd與Yd間的轉動調整機構和、Yd或Xd之間，調整Yr與Yd間的YZ平面內的平行度。
5)Yr與Yd的平行度
使用設置在Zr或其它部位的高倍率CCD照相機，觀察設置在Yd的下表面上的圖案匹配用的對準標記。在使Yr與Yd同步移動(並行移動)相同距離、圖案匹配的對準標記圖像(十字標記等)的位置沿X軸方向移動的情況下，使用設置在Xd與Yd間的轉動調整機構進行調整，以對其進行修正。另外，代替對準標記，也可以使用安裝在供體台的Y軸上的調整基板AD的對準線Y。
6)Yr與Xo的垂直度
通過設置在光學台(Xo)上的高倍率CCD照相機，觀察通過所述調整步驟1)調整了與受體台的Y軸(Yr)的垂直度的調整基板AR的對準線X。使Xo移動400[mm]，以使對準線X的Y軸方向的偏差量在0.3[μm]以內的方式，使用設置在兩者間的轉動調整機構調整Xo相對於Xd的安裝角度。
[實施例4]
圖2A表示本實施例4的轉移裝置的主要結構部分。是將本發明中的第七發明作為基本結構的實施例。另外，在圖2A至2C中，省略了鐳射裝置、控制裝置和其它監視器等的圖示(這些全部與實施例1相同)，圖中表示了X軸、Y軸和Z軸方向。此外，在本實施例4中使用的供體基板、受體基板、以及轉移對象物的供體基板上的配置和向受體基板轉移後的配置與實施例2相同。
脈衝鐳射從準分子雷射器裝置射出並照射到供體基板上的轉移對象物為止的光學系統的情況如以下所記載的，除了因分別由圖1A和圖2A所示的各台組的構建的不同而產生的部分以外，與實施例1相同。即，在圖1A至1C所示的第六發明的轉移裝置的情況下，在石平臺1(G1)上依次配置供體台 的X軸(Xd)並在其上配置光學台(Xo)，相對於此，在圖2A至2C所示的第七發明的轉移裝置的情況下，這些台組的構建的不同點在於：在G1上放置Xo且在G1的下方懸掛設置Xd。
來自準分子雷射器的射出光射入望遠鏡光學系統，並向其前方的整形光學系統傳播。如圖2A所示，上述整形光學系統在沿X軸方向移動的光學台(Xo)上設置成與其光軸平行。此外，Xo放置在花崗岩製的石平臺1(G1)上，在兩者間具有轉動調整機構(RP)。在此，Xo與放置在與G1不同的石平臺2(G2)上的受體台的Y軸(Yr)成直角，並與供體台的X軸(Xd)平行。另外，射入整形光學系統之前的鐳射由望遠鏡光學系統調整成與Xo的移動無關的大體相同的形狀(大體25×25[mm](縱×橫，FWHM))。
供體台的X軸(Xd)懸掛設置在G1的下方，還懸掛設置有供體台的Y軸(Yd)。此外，在它們之間具有轉動調整機構。在圖2B中通過側視表示Xo和Xd相對於G1移動相同距離的情況。由此，能夠不改變Xo和Xd的X軸上的相對位置地改變相對於Yd的X軸方向的位置。此外，在圖2C中通過側視表示僅Xo相對於G1移動的情況。由此，能夠改變Xd和Xo的X軸上的相對位置。
作為其它縮小投影光學系統的場鏡(F)、光罩(M)和投影透鏡(Pl)的詳細情況與實施例1相同，從投影透鏡射出的鐳射從供體基板的背面射入，並以描繪在所述光罩上的圖案的1/5的縮小尺寸，準確地朝向形成在其表面(下表面)上的轉移對象物投影。此外，供體基板表面上的成像的情況與實施例1同樣，由共焦點光束輪廓儀進行。
基於以如上所述的方式向配置在供體基板的表面上的轉移對象物進行縮小投影的光罩圖案，當將該轉移對象物向對置的受體基板轉移時，供體基板和受體基板以何種方式進行掃描、轉移對象物以何種方式向受體基板上轉移與圖6、圖10、圖11和圖13A至13C相同，此外，受體台的Y軸(Yr)和供體台的Y軸(Yd)的移動的位置同步精度與實施例1中所述的圖12相同。
此外，各台的Y軸彼此的平行度和X軸彼此的平行度、以及各Y軸和X軸的垂直度的調整方法與實施例3相同。即，將進行了直線度調整的受體台的Y軸(Yr)作為調整的基準，通過固定在受體台的Z軸(Zr)上的高倍率CCD照相機觀察Yr與從石平臺1(G1)懸掛設置的供體台的X軸(Xd)的垂直度，並通過G1和Xd間的轉動調整機構(RP)進行調整。此外，通過相同的高倍率CCD照相機觀察懸掛設置於調整後的Xd上的供體台的Y軸(Yd)與Yr的平行度，並通過Xd和Yd間的RP進行調整。最後，通過與Xo一起移動的高倍率CCD觀察光學台(Xo)與Yr的垂直度，並通過G1與Xo間的RP進行調整。
[工業實用性]
本發明能夠作為顯示器的製造裝置進行利用。
BP:共焦點光束輪廓儀
CCD:高倍率照相機
D:供體基板
F:場鏡
G:基礎平臺
G1:平臺1
G11:平台11
G12:平台12
G2‧‧‧平台2
H‧‧‧整形光學系統
LS‧‧‧鐳射
M‧‧‧光罩
Pl‧‧‧投影透鏡
R‧‧‧受體基板
TE‧‧‧望遠鏡
Xd‧‧‧供體台的X軸
Xo‧‧‧光學台(X軸)
Yd‧‧‧供體台的Y軸
Yl‧‧‧投影透鏡和照相機的切換台
Yr‧‧‧受體台的Y軸
Zl‧‧‧投影透鏡的Z軸台
Zr‧‧‧受體台的Z軸
θ d‧‧‧供體台的θ軸
θ r‧‧‧受體台的θ軸

Claims (17)

  1. 一種轉移裝置，其通過從一供體基板的一背面向位於移動的所述供體基板的一表面上的一對象物照射一脈衝鐳射，選擇性地將所述對象物剝離，並將所述對象物轉移到在與所述供體基板相對的同時移動的一受體基板上，所述轉移裝置的特徵在於，所述轉移裝置包括：脈衝振盪的一鐳射裝置；一望遠鏡，使從所述鐳射裝置射出的所述脈衝鐳射成為一平行光；一整形光學系統，將通過了所述望遠鏡的所述脈衝鐳射的一空間強度分佈整形為一均勻的分佈；一光罩，使由所述整形光學系統整形後的所述脈衝鐳射以一規定的圖案通過；一場鏡，位於所述整形光學系統和所述光罩之間；一投影透鏡，將通過了所述光罩的一圖案的所述脈衝鐳射縮小投影在所述供體基板的所述表面；一光罩台，承載所述場鏡和所述光罩；一光學台，承載所述整形光學系統、所述光罩台和所述投影透鏡；一供體台，以使所述供體基板的一背面成為所述脈衝鐳射的一射入側的朝向承載所述供體基板；一受體台，承載所述受體基板；以及 一可程式設計的多軸控制裝置，具有所述脈衝鐳射振盪用的一觸發輸出功能和一台控制功能，所述受體台具有將一水平面作為一XY平面時的一Y軸、一鉛垂方向的一Z軸和一XY平面內的一θ軸，所述供體台具有一X軸、一Y軸和一θ軸，所述投影透鏡與所述投影透鏡用的一Z軸台一起承載在所述光學台上，所述望遠鏡、所述整形光學系統、所述場鏡、所述光罩和所述投影透鏡構成一縮小投影光學系統，所述縮小投影光學系統將所述光罩的所述圖案縮小投影在所述供體基板的所述表面，所述供體台的所述X軸設置在一第一平臺上，所述受體台的所述Y軸設置在與所述第一平臺不同的一第二平臺上，所述供體台的所述Y軸懸掛設置於所述供體台的所述X軸。
  2. 如請求項1所述的轉移裝置，其特徵在於，所述供體台的所述X軸放置在所述第一平臺上，所述光學台放置在所述供體台的所述X軸上。
  3. 如請求項1所述的轉移裝置，其特徵在於，所述光學台放置在所述第一平臺上，所述供體台的所述X軸懸掛設置於所述第一平臺。
  4. 如請求項1所述的轉移裝置，其特徵在於，所述供體台的所述X軸安裝在所述第一平臺上，所述光學台放置在與所述第一平臺和所述第二平臺都不同的一第三平臺上。
  5. 如請求項1所述的轉移裝置，其特徵在於，在所述供體台的X軸和所述第一平臺之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構，在所述供體台的所述X軸和所述供體台的所述Y軸之間具有對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構。
  6. 如請求項2所述的轉移裝置，其特徵在於，在所述供體台的所述X軸和所述第一平臺之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構，在所述供體台的所述X軸和所述光學台之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構，在所述供體台的所述X軸和所述供體台的所述Y軸之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構。
  7. 如請求項3所述的轉移裝置，其特徵在於，在所述供體台的所述X軸和所述第一平臺之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構，在所述光學台和所述第一平臺之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構，在所述供體台 的所述X軸和所述供體台的所述Y軸之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構。
  8. 如請求項4所述的轉移裝置，其特徵在於，在所述供體台的所述X軸和所述第一平臺之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構，在所述光學台和所述第三平臺之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構，在所述供體台的所述X軸和所述供體台的所述Y軸之間具有用於對兩者間的一XY平面內的一設置角度進行微調整的一轉動調整機構。
  9. 如請求項1至8中任意一項所述的轉移裝置，其特徵在於，所述鐳射裝置是一準分子雷射器。
  10. 如請求項9所述的轉移裝置，其特徵在於，所述轉移裝置包括一脈衝光閘，所述脈衝光閘切斷從所述準分子雷射器射出的雷射脈衝的一任意脈衝列。
  11. 如請求項10所述的轉移裝置，其特徵在於，所述可程式設計的多軸控制裝置具有至少同時控制所述受體台的所述Y軸和所述供體台的所述Y軸的功能，並且包括使用用於對所述台的一移動位置誤差進行修正而預先製作的一二維分佈修正值資料來對所述移動位置誤差進行修正的一裝置。
  12. 如請求項11所述的轉移裝置，其特徵在於， 監測所述供體基板的一位置的一高倍率照相機設置在所述受體台的所述Z軸上，或者監測所述受體基板的所述位置的所述高倍率照相機設置在所述供體台的所述X軸或與該供體台的所述X軸一起移動的部分上、或者設置在所述光學台或與該光學台一起移動的部分上。
  13. 如請求項12所述的轉移裝置，其特徵在於，所述供體台和所述受體台包括一間隙感測器，所述間隙感測器測量所述供體基板的所述表面與所述受體基板的一表面的一間隙。
  14. 如請求項13所述的轉移裝置，其特徵在於，作為所述受體台的所述Y軸和所述供體台的所述Y軸，分別包括使用一鐳射干涉計的一位置測量裝置。
  15. 如請求項14所述的轉移裝置，其特徵在於，所述轉移裝置包括一共焦點光束輪廓儀，所述共焦點光束輪廓儀在與通過所述投影透鏡對所述光罩的所述圖案進行縮小投影並成像的位置共軛的位置具有一焦平面。
  16. 一種轉移裝置的使用方法，其特徵在於，所述轉移裝置是如請求項13所述的轉移裝置，使用所述間隙感測器，與所述供體基板的一XY位置資訊一起預先測量所述供體基板的一彎曲量，基於通過所述測量得到的所述彎曲量的一二維分佈資料，邊使用通過所述受體台的所述Z軸或所述投影 透鏡的所述Z軸台進行的調整，邊對所述供體基板與所述受體基板的所述間隙進行修正。
  17. 一種轉移裝置的調整方法，其特徵在於，所述轉移裝置是如請求項5至8中任意一項所述的轉移裝置，所述轉移裝置的所述調整方法是組裝所述轉移裝置的工序中的所述受體台的所述Y軸和所述供體台的所述Y軸的一平行度的調整方法，所述轉移裝置的所述調整方法以與所述受體台的所述Z軸和所述θ軸一起進行了一直線度的調整的所述受體台的Y軸為基準，依次包括如下的步驟：通過位於所述第一平臺和所述供體台的所述X軸之間的所述轉動調整機構，對所述受體台的所述Y軸與所述供體台的所述X軸的一垂直度進行調整；使懸掛設置於調整了所述垂直度的所述供體台的所述X軸的所述供體台的所述Y軸和所述受體台的所述Y軸同步平排行進，通過安裝在與所述受體台的所述Y軸一起移動的部位上的一高倍率照相機，觀察對置的所述供體台的所述Y軸上的一對準標記；以及基於所述觀察的結果，通過所述供體台的所述X軸和所述供體台的所述Y軸之間的所述轉動調整機構，對所述受體台的所述Y軸與所述供體台的所述Y軸的所述平行度進行調整。
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