【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种扫描型缩小投影光学系统及使用其的激光加工装置。
技术介绍
1、作为显示器等的制造工序中所用的技术，有下述技术，即：将在供体基板上矩阵状地配置有多数个的微发光二极管(light emitting diode，led)等微小元件转印至受体基板。另外，有将涂布于供体基板上的导电性、粘着性等的各种功能性膜或材料膜、有机电致发光(electroluminescence，el)膜等向受体基板转印的技术。例如，为激光诱导向前转移(laser induced forward transfer，lift)技术、压印(stamp)技术、辊转印技术等各种技术。然而，任一技术均难以兼顾所述工序所要求的高速处理与高的位置精度，虽为高速但产生转印遗漏或位置偏移等。
2、现有技术文献
3、专利文献
4、专利文献1：日本专利特开2020-4478号公报
5、专利文献2：日本专利特开2006-41500号公报
技术实现思路
1、专利技术所要解决的问题
2、因此，申请人开发出了高速且高精度的激光诱导向前转移装置(laser-inducedforward transfer device)(专利文献1)。然而，对于所述激光诱导向前转移装置中所用的通过使用所述压印技术或辊转印技术的转印装置所转印并封装的供体基板或受体基板上的微小元件等而言，有时存在也高达1％的不良。因此，对于对所述不良部位再转印微小元件等的技术或使用其的装置，也要求兼顾高精度化与
3、另外，此种技术不仅可用于从供体基板向受体基板的再转印，而且也可用于将位于基板上的不良的微小元件等照射对象物或多余材料的部分去除，除了通过转印微小元件等而进行的封装工序以外，也期待用于不良的去除工序。
4、另一方面，与专利文献1不同，有利用步进重复(step and repeat)方式的高精度的转印技术。例如，在对修正对象基板上的不良的微小元件等预先经去除后的无元件部位再次再转印微小元件等的技术中，使用将透镜阵列(lens array)组合而成的光束匀光器(beam homogenizer)将准分子激光光整形为具有均匀能量分布的激光光，使用光掩模(photo mask)及缩小投影透镜将所述激光光向位于(再转印用的)供体基板上的微小元件等进行缩小投影，将所述微小元件等向修正对象基板上进行激光诱导向前转移。所述技术可通过具有高的位置精度的台将供体基板上的微小元件等准确地向修正对象基板上进行激光诱导向前转移(再转印)，但每一个微小元件的处理时间需要1秒～2秒左右，因此作为有可能产生高达1％的大量不良部位的显示器等的制造工序中所用的再转印装置，即便参照其生产效率也不可谓实用。
5、此外，作为可实现高速化的技术，下述技术已众所周知，即：通过将电流扫描仪(galvano scanner)与fθ透镜组合而成的光学系统，高速扫描激光光并照射于照射对象物，根据所述技术，只要由所述扫描仪所得的位置精度容许，则可将不良的微小元件等高速自修正对象基板去除，但在此后的要求高的位置精度的再转印中，因精度的极限而有困难。
6、因此，为了消除由所述扫描仪所得的位置精度的问题，可构建下述高速且位置精度高的扫描型缩小投影光学系统，即：将所扫描的激光光经由fθ透镜等向排列于光掩模上的开口部选择性地照射，将所述激光光缩小投影至位于基板上的规定的照射对象物，由此降低了对扫描仪的扫描精度的依存度。专利文献2中例示了下述光学系统的例子，即：利用电流镜(galvano mirror)来扫描nd：yag激光的光束，经由fθ透镜及光掩模进行缩小投影，由此补偿由低的扫描精度引起的供体基板上的照射区的位置偏移。
7、然而，由于各基板的大型化或进一步的高速处理，需要增大供体基板上的照射区，在短时间将所扫描的激光光缩小投影至大量的照射对象物。即，需要增大光掩模上的可扫描的照射区。此时，需要增大专利文献2中所用的fθ透镜或缩小投影透镜的口径，且采取远心(telecentric)的设计而耗费高成本。
8、进而，为了应对微小元件等照射对象物的极小化或高密度化，补偿扫描仪的精度极限自不待言，在供体基板上还需要强度分布稳定且均匀的极小照射区尺寸的激光光，以不与邻接的照射对象物发生干扰。此外，也期待实现搭载有此种光学系统的代替专利文献1所记载的装置的激光诱导向前转移装置或再转印装置、不良去除装置。
9、因此，本专利技术的目的在于，以低成本提供一种扫描型缩小投影光学系统、及搭载有所述扫描型缩小投影光学系统的封装用或再转印用的激光诱导向前转移装置等，进而提供使用这些的其实施方法，所述扫描型缩小投影光学系统不使用大口径的昂贵的fθ透镜或远心缩小投影透镜，可弥补扫描仪的精度不足，并且将具有均匀且无变动的能量分布的微小的照射区以广范围高精度且高速地扫描。
10、解决问题的技术手段
11、第一专利技术为一种扫描型缩小投影光学系统，可用于激光加工装置中，所述激光加工装置利用下述原理：向在基板上排列有多个的迷你led或微led等微小元件、或者通过涂布或印刷等而附着于基板上的材料膜或功能性膜等照射对象物照射多模的脉冲激光光，对照射对象物直接诱发反应或者经由位于基板与照射对象物之间的物质诱发反应，并且所述扫描型缩小投影光学系统具有透镜阵列型的缩放匀光器(zoom homogenizer)、由一轴以上的驱动轴控制装置扫描的扫描镜、光掩模、及至少像侧为远心的投影透镜系统作为其构成光学元件，在所述光掩模以规定的间距排列有多个进行缩小投影的规定形状的开口。
12、进而，所述匀光器为包含第一透镜阵列及第二透镜阵列、以及聚光透镜，且由第二透镜阵列及聚光透镜构成无限远补正光学系统的缩放匀光器，所述缩放匀光器将覆盖所述光掩模上的一个以上的邻接的开口群的规定尺寸的照射区在所述光掩模上成像，尤其所述缩放匀光器补偿所述照射区的位置及尺寸以及所述照射区内的能量强度分布的变动。
13、例如，已知振荡状态的变动会引起激光光的光束指向稳定性(beam pointingstability)或光束尺寸、进而光束剖面的强度分布发生变动，所谓“补偿变动”是指通过所述缩放匀光器而于在光掩模上成像的照射区内避免所述影响的状态。作为其结果，可在经光掩模投影的供体基板上获得具有极其高均匀的能量分布的微小区的成像。
14、所述规定尺寸为所述照射区不到达与所述开口群的周边邻接的其他任一开口的尺寸。即，为下述尺寸：在考虑到由扫描镜的扫描精度所得的光掩模上的照射位置精度后，若假设激光光通过其邻接的开口照射于基板上的(不意欲照射的)照射对象物，则诱发反应的阈值以上的能量分布的边界(外缘)也不到达(不波及)与所述照射区内含的开口群邻接的任一开口。作为例子，在图1中，由一点链线包围的照射区(dp)例示将包含四个开口(61)的开口群覆盖的照射区的可容许的最大尺寸，由点线包围的小的照射区例示覆盖一个开口的照射区的最小尺寸。图中，任一照射区的例子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种扫描型缩小投影光学系统，其特征在于，为用于激光加工装置中的光学系统，所述激光加工装置利用下述原理：向位于基板上的照射对象物照射多模脉冲激光光而诱发反应，且
2.根据权利要求1所述的扫描型缩小投影光学系统，其中所述投影透镜系统包含场镜及缩小投影透镜，
3.根据权利要求1或2所述的扫描型缩小投影光学系统，其中所述扫描镜包含双轴的电流扫描仪。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扫描型缩小投影光学系统，其中在紧邻第一透镜阵列之前或者第一透镜阵列与第二透镜阵列之间配置有阵列掩模，所述阵列掩模包含将开口与所述各透镜元件相向地排列的开口群，所述开口具有较构成第一透镜阵列的各透镜元件的尺寸更小的尺寸。
5.根据权利要求4所述的扫描型缩小投影光学系统，其中所述阵列掩模在其基材的面内，排列有多种开口群，所述多种开口群能够将尺寸或形状或开口的个数不同的开口群切换而使用。
6.根据权利要求4或5所述的扫描型缩小投影光学系统，其中所述阵列掩模设置于能够绕光轴进行微小的旋转调整的包含θ轴的底座。
7.根据权利要求1至6中任一项
8.一种激光加工装置，其特征在于，利用下述原理：向位于基板上的照射对象物照射多模脉冲激光光而诱发反应，且所述激光加工装置包含：
9.一种激光诱导向前转移装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的激光加工装置，
10.根据权利要求9所述的激光诱导向前转移装置，其中所述扫描镜的控制装置包含下述功能：控制扫描镜，所述扫描镜向基于预先获取的所述供体基板上的照射对象物的位置信息及向所述受体基板上的激光诱导向前转移计划位置的信息而选择的所述光掩模上的开口扫描光轴；以及控制脉冲激光光的照射。
11.根据权利要求9或10所述的激光诱导向前转移装置，其中所述供体台保持两个以上的供体基板，将这些切换使用。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的激光诱导向前转移装置，其中所述供体台吊设于第一平台的下表面。
13.根据权利要求8所述的激光加工装置，其特征在于所述激光装置为准分子激光装置。
14.一种激光诱导向前转移方法，其特征在于，使用如权利要求9至12中任一项所述的激光诱导向前转移装置，将供体基板上的照射对象物向相向的受体基板上进行激光诱导向前转移，且所述激光诱导向前转移方法包含：
15.根据权利要求14所述的激光诱导向前转移方法，其中相对于在受体基板上封装的照射对象物的设计上的封装间距，供体基板上的照射对象物的设计上的封装间距为1以上的整数分之一倍。
16.根据权利要求15所述的激光诱导向前转移方法，其中在由位置信息D所算出的照射对象物的现实的封装间距、与由位置信息R所算出的设计上的封装间距R之间有误差的情形时，
17.根据权利要求16所述的激光诱导向前转移方法，其中在所述累计误差量超过以供体基板上的邻接的照射对象物间的间隔为上限的任意的容许范围的情形时，
18.根据权利要求17所述的激光诱导向前转移方法，其中通过以位置信息D、位置信息R、所述分割区D的尺寸及所述容许范围作为参数的仿真程序，以受体基板全域的封装或再转印所需要的时间达到最短的方式，决定所述修正分割区D的尺寸、各台的移动量的组合及各工序的实施顺序而进行。
19.一种扫描型缩小投影光学系统，其特征在于，用于激光加工装置中，所述激光加工装置利用下述原理：向照射对象物照射激光光而诱发反应，且
20.一种激光加工装置，其特征在于，利用下述原理：向照射对象物照射激光光而诱发反应，且
21.一种激光诱导向前转移装置，其特征在于，用于向设有照射对象物的供体基板照射激光光，使所述照射对象物自所述供体基板向受体基板移动，且
22.一种激光加工方法，向照射对象物照射激光光而诱发反应，且所述激光加工方法的特征在于，
23.一种激光诱导向前转移方法，向设有照射对象物的供体基板照射激光光，使所述照射对象物自所述供体基板向受体基板移动，且所述激光诱导向前转移方法的特征在于，
24.一种封装有照射对象物的基板的制造方法，向设有照射对象物的供体基板照射激光光，使所述照射对象物自所述供体基板向受体基板移动，且所述封装有照射对象物的基板的制造方法的特征在于，
25.根据权利要求24所述的封装有照射对象物的基板的制造方法，其中所述照射对象物为微小元件。
26.根据权利要求25所述的封装有照射对象物的基板的制造方法，其中所述微小元件为微发光二极管。<...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种扫描型缩小投影光学系统，其特征在于，为用于激光加工装置中的光学系统，所述激光加工装置利用下述原理：向位于基板上的照射对象物照射多模脉冲激光光而诱发反应，且
2.根据权利要求1所述的扫描型缩小投影光学系统，其中所述投影透镜系统包含场镜及缩小投影透镜，
3.根据权利要求1或2所述的扫描型缩小投影光学系统，其中所述扫描镜包含双轴的电流扫描仪。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扫描型缩小投影光学系统，其中在紧邻第一透镜阵列之前或者第一透镜阵列与第二透镜阵列之间配置有阵列掩模，所述阵列掩模包含将开口与所述各透镜元件相向地排列的开口群，所述开口具有较构成第一透镜阵列的各透镜元件的尺寸更小的尺寸。
5.根据权利要求4所述的扫描型缩小投影光学系统，其中所述阵列掩模在其基材的面内，排列有多种开口群，所述多种开口群能够将尺寸或形状或开口的个数不同的开口群切换而使用。
6.根据权利要求4或5所述的扫描型缩小投影光学系统，其中所述阵列掩模设置于能够绕光轴进行微小的旋转调整的包含θ轴的底座。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的扫描型缩小投影光学系统，其中所述多模脉冲激光光为准分子激光光。
8.一种激光加工装置，其特征在于，利用下述原理：向位于基板上的照射对象物照射多模脉冲激光光而诱发反应，且所述激光加工装置包含：
9.一种激光诱导向前转移装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的激光加工装置，
10.根据权利要求9所述的激光诱导向前转移装置，其中所述扫描镜的控制装置包含下述功能：控制扫描镜，所述扫描镜向基于预先获取的所述供体基板上的照射对象物的位置信息及向所述受体基板上的激光诱导向前转移计划位置的信息而选择的所述光掩模上的开口扫描光轴；以及控制脉冲激光光的照射。
11.根据权利要求9或10所述的激光诱导向前转移装置，其中所述供体台保持两个以上的供体基板，将这些切换使用。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的激光诱导向前转移装置，其中所述供体台吊设于第一平台的下表面。
13.根据权利要求8所述的激光加工装置，其特征在于所述激光装置为准分子激光装置。
14.一种激光诱导向前转移方法，其特征在于，使用如权利要求9至12中任一项所述的激光诱导向前转移装置，将供体基板上的照射对象物向相向的受体基板上进行激光诱导向前转移，且所述激光诱导向前转移方法包含：
15.根据权利要求14所述的激光诱导向前转移方法，其中相对于在受体基板上封装的照射对象物的设计上的封装间距，供体基板上的照射对象物的设计上的封装间距为1以上的整数分之一倍。
16.根据权利要求15所述的激光诱导向前转移方法，其中在由位置信息d所算出的照射对象物的现实的封装间距、与由位置信息r所算出的设计上的封装间距r之间有误差的情形时，
17.根据权利要求16所述的激光诱导向前转移方法，其中在所述累计误差量超过以供体基板上的邻接的照射对象物间的间隔为上限的任意的容许范围的情形时，
18.根据权利要求17所述的激光诱导向前转移方法，其中通过以位置信息d、位置信息r、所述分割区d的尺寸及所述容许范围作为参数的仿真程序，以受体基板全域的封装或再转印所需要的时间达到最短的方式，决定所述修正分割区d的尺寸、各台的移动量的组合及各工序的实施顺序而进行。
19.一种扫描型缩小投影光学系统，其特征在于，用于激光加工装置中，所述激光加工装置利用下述原理：向照射对象物照射激光光而诱发反应，且
20.一种激光加工装置，其特征在于，利用下述原理：向照射对象物照射激光光而诱发反应，且
21.一种激光诱导向前转移装置，其特征在于，用于向设有照射对象物的供体基板照射激光光，使所述照射对象物自所述供体基板向受体基板移动，且
22.一种激光加工方法，向照射对象物照射激光光而诱发反应，且所述激光加工方法的特征在于，
23.一种激光诱导向前转移方法，向设有照射对象物的供体基板照射激光光，使所述照射对象物自所述供体基板向受体基板移动，且所述激光诱导向前转移方法的特征在于，
24.一种封装有照射对象物的基板的制造方法，向设有照射对象物的供体基板照射激光光，使所述照射对象物自所述供体基板向受体基板移动，且所述封装有照射对象物的基板的制造方法的特征在于，
25.根据权利要求24所述的封装有照射对象物的基板的制造方法，其中所述照射对象物为微小元件。
26.根据权利要求25所述的封装有照射对象物的基板的制造方法，其中所述微小元件为微发光二极管。
27.根据权利要求25或26所述的封装有照射对象物的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：山冈裕，仲田悟基，宇佐美健人，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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