(57)【要約】【課題】スキャン方向の反転に伴う時間のロスを解消して局所的なレーザ照射が可能な光照射制御を行なう。【解決手段】レーザ装置から射出されたパルスのレーザ光のエネルギー分布を均一化する均一光学系３１と、レーザ光の照射領域を規定するスリット３３ａを有するマスク３３ｂを光軸周りに回転させる回転ステージ３３と、レーザ光を該スリットの形状に従って照射対象のチップに結像する縮小投影光学系３４と、ウェハ１１を中心軸周りに回転させることと、水平面内の一軸方向にウェハを移動させることが可能な曲座標系のステージ１と、ウェハの回転及びマスクの回転を同期させて制御して、レーザ光を結像する照射位置にチップが位置する毎にレーザ光を射出させて照射対象のチップを囲む領域にレーザ照射する処理を実行し、ウェハを一軸方向に所定回数移動させることにより、全チップに対してレーザ照射する処理を実行する制御ＰＣ１０と、を備える。【選択図】図１
2020202266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ装置から射出されたパルスのレーザ光を光学的な制御手段を介して、光透過性のウェハ上に２次元配列されたチップに照射する光照射制御装置であって、
前記レーザ装置から射出された前記パルスのレーザ光のエネルギー分布を均一化する均一光学系と、
前記均一光学系を通過した前記レーザ光の照射領域を規定するスリットを有するマスクをその中心軸周りに回転させる回転ステージと、
前記スリットを通過した前記レーザ光を該スリットの形状に従って照射対象のチップに結像させる縮小投影光学系と、
前記ウェハをその中心軸周りに回転させることと、水平面内の少なくとも一軸方向に前記ウェハを移動させることが可能な曲座標系のステージと、
前記ウェハの回転及び前記マスクの回転を同期させて制御して、前記レーザ光が前記縮小投影光学系により結像する照射位置に前記チップが位置する毎に前記レーザ光を射出させて前記チップを囲む領域にレーザ照射する処理を実行し、前記ウェハを前記一軸方向に所定回数移動させることにより、全チップに対して前記レーザ照射する処理を実行する制御部と、
を備えることを特徴とする光照射制御装置。
【請求項２】
前記チップがマイクロＬＥＤであって、
前記制御部は、前記縮小投影光学系の焦点深度を調節することにより、前記レーザ光を前記ウェハと前記マイクロＬＥＤとの界面に集光させることを特徴とする請求項１に記載の光照射制御装置。
【請求項３】
レーザ装置から射出されたパルスのレーザ光を光学的な制御手段を介して、光透過性のウェハ上に２次元配列されたチップに照射する光照射制御方法であって、
前記ウェハをその中心軸周りに回転させることと、水平面内の少なくとも一軸方向に前記ウェハを移動させることが可能な曲座標系のステージに前記ウェハを保持して初期設定位置に移動させた後、前記ウェハの回転を開始させる段階と、
前記レーザ装置から射出された前記パルスのレーザ光のエネルギー分布を均一化する均一光学系、前記レーザ光の照射領域を規定するスリットを有するマスクをその中心軸周りに回転させる回転ステージ及び前記レーザ光を前記スリットの形状に従って照射対象のチップに結像させる縮小投影光学系を光進行方向に順番に配置したレーザ光学システムを用いて、前記マスクを回転させる段階と、
前記ウェハの回転及び前記マスクの回転を同期させて制御して、前記レーザ光が前記縮小投影光学系により結像する照射位置に前記チップが位置する毎に前記レーザ光を射出させて前記チップを囲む領域にレーザ照射する処理を実行し、前記ウェハを前記一軸方向に所定回数移動させることにより、全チップに対して前記レーザ照射する処理を実行する段階と、
を含む光照射制御方法。
【請求項４】
前記チップがマイクロＬＥＤであって、
前記レーザ照射する処理を実行する段階は、前記縮小投影光学系の焦点深度を調節することにより、前記レーザ光を前記ウェハと前記マイクロＬＥＤとの界面に集光させることを特徴とする請求項３に記載の光照射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置から射出されたパルスのレーザ光を光学的な制御手段を介してウェハ等の基板上に形成された対象物に照射する光照射制御装置に関し、特に、光透過性のウェハ上に２次元配列されたチップに対して、そのチップの形状に合わせたスリットを用いて局所的なレーザ照射を行なう場合に、極座標系のステージに保持されたウェハの回転とスリットを有するマスクの回転とを制御しながらレーザ光を照射し得るようにした光照射制御装置、光照射制御方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、化合物半導体により形成される半導体発光素子の製造プロセスにおいて、ウェハ（サファイア等の基板）の一方の面上にＧａＮ(窒化ガリウム）層を設けるように結晶成長させた各チップに対して、ウェハの他方の面からレーザ光を照射することによって、各チップをウェハから剥離する手段（以下、「レーザリフトオフ」という）を用いた方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のレーザリフトオフを用いた方法では、例えば、ウェハを保持しているＸＹステージをＸ方向に移動させながら所定の数のチップに対してレーザ照射をした後、そのＸＹステージを一旦停止させて、Ｙ方向に所定距離の移動を実行した後、Ｘ方向の向きを逆向きにして移動させながら所定の数のチップにレーザ照射を実行する往復スキャンの処理を繰り返している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−６０６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなＸＹステージによる往復スキャンの場合、ＸＹステージの移動を開始させるための加速や、ＸＹステージを停止させるための減速に伴ういわゆる加減速の時間やＸＹステージのスキャン方向の反転に時間を費やしてしまうため、時間のロスが生じてしまう問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題に対処し、スキャン方向の反転に伴う時間のロスを解消して局所的なレーザ照射が行なえる光照射制御装置及び光照射制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による光照射制御装置は、レーザ装置から射出されたパルスのレーザ光を光学的な制御手段を介して、光透過性のウェハ上に２次元配列されたチップに照射する光照射制御装置であって、上記レーザ装置から射出された上記パルスのレーザ光のエネルギー分布を均一化する均一光学系と、上記均一光学系を通過した上記レーザ光の照射領域を規定するスリットを有するマスクをその中心軸周りに回転させる回転ステージと、上記スリットを通過した上記レーザ光を該スリットの形状に従って照射対象のチップに結像させる縮小投影光学系と、上記ウェハをその中心軸周りに回転させることと、水平面内の少なくとも一軸方向に上記ウェハを移動させることが可能な曲座標系のステージと、上記ウェハの回転及び上記マスクの回転を同期させて制御して、上記レーザ光が上記縮小投影光学系により結像する照射位置に上記チップが位置する毎に上記レーザ光を射出させて上記チップを囲む領域にレーザ照射する処理を実行し、上記ウェハを上記一軸方向に所定回数移動させることにより、全チップに対して上記レーザ照射する処理を実行する制御部と、を備えたものである。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本発明による光照射制御方法は、レーザ装置から射出されたパルスのレーザ光を光学的な制御手段を介して、光透過性のウェハ上に２次元配列されたチップに照射する光照射制御方法であって、上記ウェハをその中心軸周りに回転させることと、水平面内の少なくとも一軸方向に上記ウェハを移動させることが可能な曲座標系のステージに上記ウェハを保持して初期設定位置に移動させた後、上記ウェハの回転を開始させる段階と、上記レーザ装置から射出された上記パルスのレーザ光のエネルギー分布を均一化する均一光学系、上記レーザ光の照射領域を規定するスリットを有するマスクをその中心軸周りに回転させる回転ステージ及び上記レーザ光を上記スリットの形状に従って照射対象のチップに結像させる縮小投影光学系を光進行方向に順番に配置したレーザ光学システムを用いて、上記マスクを回転させる段階と、上記ウェハの回転及び上記マスクの回転を同期させて制御して、上記レーザ光が上記縮小投影光学系により結像する照射位置に上記チップが位置する毎に上記レーザ光を射出させて上記チップを囲む領域にレーザ照射する処理を実行し、上記ウェハを上記一軸方向に所定回数移動させることにより、全チップに対して上記レーザ照射する処理を実行する段階と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光照射制御装置によれば、上記構成により、ＸＹステージのようなスキャン方向の反転を不要としているので、スキャン方向の反転に伴う時間のロスを解消し、光透過性のウェハ上に２次元配列されたチップに対して、局所的なレーザ照射を行なうことができる。
【０００９】
また、本発明の光照射制御方法によれば、上記の各段階により、ＸＹステージのようなスキャン方向の反転を不要とする方法を用いているので、スキャン方向の反転に伴う時間のロスを解消し、光透過性のウェハ上に２次元配列されたチップに対して、局所的なレーザ照射を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による光照射制御装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す回転ステージの平面図である。
【図３】マスク制御部による回転ステージの制御を例示した説明図である。
【図４】制御ＰＣのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図５】ステージ制御部の内部構成を含むブロック図である。
【図６】レーザ照射の対象物の一例を示す説明図である。
【図７】本発明による光照射制御装置の動作の概要説明図である。
【図８】光照射制御用プログラムのフローチャートである。
【図９】第１の処理の実行結果を示す説明図である。
【図１０】第２の処理の説明図である。
【図１１】第２の処理の実行結果を示す説明図である。
【図１２】第３の処理の実行結果を示す説明図である。
【図１３】第４の処理の実行結果を示す説明図である。
【図１４】第２の処理における他の実行結果を示すグラフである。
【図１５】周回毎にレーザショットするＬＥＤチップの数を示すグラフである。
【図１６】本発明による光照射制御方法の処理を示すフローチャートである。
【図１７】初期設定処理の説明図である。
【図１８】数値シミュレーションの結果を示す説明図である。
【図１９】数値シミュレーションの結果を示す説明図である。
【図２０】Ｘθステージの制御の一例を示す説明図である。
【図２１】他の数値シミュレーションの結果を示す説明図である。
【図２２】他の数値シミュレーションの結果を示す説明図である。
【図２３】他の数値シミュレーションの結果を示す説明図である。
【図２４】他の数値シミュレーションの結果を示す説明図である。
【図２５】他の数値シミュレーションの結果を示す説明図である。
【図２６】本発明による光照射制御装置の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
［装置構成］
図１は、本発明による光照射制御装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。光照射制御装置は、例えば、μｍサイズのマイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）（以下、単に「ＬＥＤチップ」という）のレーザリフトオフに使用するものであって、Ｘθステージ１と、レーザヘッド２と、レーザ光学システム３と、マスク制御部４と、光源５と、観察用カメラ６と、ＡＦ（Auto Focus）ユニット７と、ステージ制御部８と、レーザ電源・制御部９と、制御ＰＣ（Personal Computer）１０と、を備える。Ｘθステージ１は、極座標系のステージの一例であり、レーザ光学システム３は、光学的な制御手段の一例である。レーザリフトオフは、本実施形態において、ウェハの一方の面上に結晶成長させたＬＥＤチップに対して、ウェハの他方の面からレーザ光をそのウェハとそのチップとの界面に集光して照射することによって、各チップをウェハから剥離することをいう。
【００１２】
Ｘθステージ１は、レーザ照射の対象物として例えば複数のＬＥＤチップ１２を一方の面上に形成したサファイア基板１１を保持するものである。このサファイア基板１１は、例えば、ＬＥＤの光の取り出し効率を高めるための処理が施されているパターン化されたサファイア基板（ＰＳＳ：Patterned Sapphire Substrate）であってもよい。例えば、このパターン化されたサファイア基板の一方の面上には、予め定められた配列ピッチでＬＥＤチップ１２が２次元配列されている。
【００１３】
また、Ｘθステージ１は、Ｘ方向に移動可能な機構を備えたＸステージ１ａと、そのＸステージ１ａ上に設けられ、サファイア基板１１を中心軸周りに回転させるθステージ１ｂとで構成されている。この中心軸（以下「θ軸」ということがある）は、サファイア基板１１の回転中心と一致している。なお、サファイア基板１１は光透過性のウェハの一例である。また、Ｘθステージ１は、モータＭ１、Ｍ２、検出センサ１ｃ、１ｄを備える（図５参照）。
【００１４】
レーザヘッド２は、発振器、増幅器、波長変換器を有し、紫外域のパルスレーザ光を射出（誘導放出）するものであって、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザの基本波の４倍周波数（２６６ｎｍ）であるＦＨＧ（Fourth Harmonic Generation）のピコ秒レーザが用いられる。なお、レーザヘッド２は、レーザ装置の一例である。
【００１５】
レーザ光学システム３は、均一なエネルギー分布を有すると共に、ＬＥＤチップ１２への照射領域に対応させて整形されたレーザ光を照射し得るようにしたものである。レーザ光学システム３は、均一光学系３１と、反射ミラー３２を介して、マスク３３ｂを有する回転ステージ３３と、縮小投影光学系３４と、を光進行方向の上流から下流に向かってこの順番に備える。なお、Ｘθステージ１の上方には、レーザ光学システム３の縮小投影光学系３４が配置されている。Ｘθステージ１の初期状態は、レーザ光の光軸がθステージ１ｂの中心軸に合うように設定することができる。
【００１６】
均一光学系３１は、レーザヘッド２から射出されたパルスのレーザ光のエネルギー分布を均一化するものである。具体的には、均一光学系３１は、アッテネータ３１ａ、ビームエキスパンダ３１ｂ、ホモジナイザ３１ｃ及びコンデンサレンズ群３１ｄを有している。
【００１７】
アッテネータ３１ａは、レーザ光の出力を調整するものであって、偏光回転子と偏光子とを組み合わせて構成されている。具体的には、偏光回転子は、偏光を回転させる波長板や電気光学変調器（ＥＯＭ：Electro Optic Modulator）であり、偏光子は偏光ビームスプリッタである。電気光学変調器（ＥＯＭ）は、電圧の印加に応じて入射するレーザ光の位相を変化させて出力する。また、偏光ビームスプリッタは、入射面に平行な直線偏光（Ｐ波）を透過し、入射面に垂直な直線偏光（Ｓ波）を反射する機能を有する。
【００１８】
ビームエキスパンダ３１ｂは、レーザ光の径を拡大するものであって、例えば凸レンズと凹レンズとを組み合わせて構成されている。
【００１９】
ホモジナイザ３１ｃは、レーザヘッド２から射出され、ビーム径が拡大されたレーザ光の横断面内のエネルギー分布を均一化するものである。具体的には、ホモジナイザ３１ｃは、光軸に垂直な面内に複数のレンズエレメントをマトリクス状に配置し、光束を分割してレンズエレメントの数だけ２次光源像を生じさせるようにしたフライアイレンズである。このフライアイレンズの構成は、一枚のフライアイレンズ構成であっても、２枚のフライアイレンズを対向配置した構成であってもよい。また、ホモジナイザ３１ｃは、例えばロッドレンズであってもよい。
【００２０】
ホモジナイザ３１ｃの光進行方向下流側には、コンデンサレンズ群３１ｄが設けられている。このコンデンサレンズ群３１ｄは、フライアイレンズの２次光源像を後段のスリット３３ａに合わせて結像するものである。均一光学系３１を通過したレーザ光は、反射ミラー３２を介して、回転ステージ３３に設けられているマスク３３ｂへと導かれる。
【００２１】
図２は、図１に示す回転ステージ３３の平面図である。回転ステージ３３は、均一光学系３１を通過したレーザ光の照射領域を規定するスリット３３ａを有するマスク３３ｂをその中心軸周りに回転させるものである。具体的には、回転ステージ３３は、いわゆる中空の回転ステージであって、ＬＥＤチップ１２がレーザ照射される照射領域に対応した形状のスリット３３ａを有する円盤状のマスク３３ｂをその中心軸周り回転させるものである。マスク３３ｂは、ステージ３３ｃに保持されている。なお、図２に示すレーザ光の光軸（ＯＡ：Optical Axis）は、回転ステージ３３が回転するときの中心軸に対応している。
【００２２】
マスク３３ｂは、サファイア基板１１へのレーザ光の照射領域としてのＬＥＤチップ１２に対応した形状のスリット３３ａを有するものである。マスク３３ｂは、例えば石英ガラスにクロム等の遮光膜を積層した後、スリット３３ａとなる箇所の遮光膜のみをエッチングすることにより、透過性のスリット３３ａが形成されている。
【００２３】
図１に戻り、縮小投影光学系３４は、スリット３３ａを通過したレーザ光を該スリット３３ａの形状に従って照射対象のＬＥＤチップ１２に結像するものである。具体的には、縮小投影光学系３４は、結像レンズ３４ａ、対物レンズ３４ｂ、駆動機構３４ｃを備える。なお、スリット３３ａの形状と実際の照射領域とは、縮小投影光学系３４の縮小率に応じてサイズは異なるものの相似形を成しており、スリット３３ａの形状が縮小投影されたときに、その縮小投影されたスリット３３ａの形状が実際の照射領域のサイズと一致するようにしている。
【００２４】
結像レンズ３４ａは、対物レンズ３４ｂと協働して例えばマスク３３ｂのスリット３３ａをサファイア基板１１上のＬＥＤチップ１２に結像するものである。結像レンズ３４ａは、光軸に沿って移動可能に設けられている。結像レンズ３４ａは、マスク３３ｂのスリット像の拡大及び縮小の微調整を可能とするズーム式結像レンズである。
【００２５】
対物レンズ３４ｂは、Ｘθステージ１上のサファイア基板１１に対向するように配置されている。駆動機構３４ｃは、レンズチェンジャーや昇降機構を有し、例えばレンズチェンジャーにより、加工用、アライメント用及び観察用等の異なる倍率の対物レンズ３４ｂに切替え可能となっている。また、駆動機構３４ｃは、昇降機構により、対物レンズ３４ｂを昇降させる。
【００２６】
図３は、マスク制御部による回転ステージの制御を例示した説明図である。マスク制御部４は、制御ＰＣ１０からの指令に応じて、回転ステージ３３を回転させる制御を行なうものである。図３に示すとおり、回転ステージ３３には、ステージ３３ｃの下部に円周歯車３３ｄが設けられている。一方、モータ３３ｆの回転軸にはピニオン３３ｅが設けられている。
【００２７】
マスク制御部４のコントローラ４１は、制御ＰＣ１０からの指令に応じて回転ステージ３３の回転角度（回転量）や回転速度等のパラメータの設定や制御をするためのモータ制御パルスを生成する。また、ドライバ４２は、そのモータ制御パルスに応じてモータ３３ｆを回転させるものである。モータ３３ｆは、モータ制御パルスに応じた動作角度だけ回転するステッピングモータである。回転ステージ３３は、円周歯車３３ｄの歯すじとピニオン３３ｅの歯すじとが、かみ合って回転する機構になっている。これにより、回転ステージ３３は、円盤状のマスク３３ｂを中心軸（光軸ＯＡ）周りに回転させることができる。
【００２８】
回転ステージ３３には、回転角度や回転速度等の実測値を検出するための検出センサ３３ｇを備える。センサ３３ｇは、例えば、ロータリー（回転）エンコーダであって、回転の機械的な変位量をセンサで測定して電気信号（エンコーダ信号）として出力するものである。検出センサ３３ｇから出力されるエンコーダ信号（パルス信号）は、ＥＣ（エンコーダカウンタ）４３に入力される。ＥＣ４３は、例えば出力パルス数を計数し、カウント数により回転角度を検出する。ＥＣ４３は、例えば１周期のパルス時間と１周期の当たりの出力パルス数から回転速度を検出する。回転角度や回転速度のデータは、制御ＰＣ１０に送信される。
【００２９】
図１に戻り、光源５は、図示省略のミラーを利用して対物レンズ３４ｂを介してサファイア基板１１上のＬＥＤチップ１２を照らすものである。
【００３０】
観察用カメラ６は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラであって、図示省略のミラーを利用して、ＬＥＤチップ１２を観察するものである。この場合、対物レンズ３４ｂは、ＬＥＤチップ１２を観察用カメラ６の撮像素子に結像させることができる。観察用カメラで撮像された画像のデータは、制御ＰＣ１０に送信される。
【００３１】
ＡＦユニット７は、駆動機構３４ｃを制御することにより、縮小投影光学系３４における対物レンズ３４ｂをＺ軸上に上下させて、加工面（ＬＥＤチップ１２面）のフォーカス制御を行なうものである。具体的には、ＡＦユニット７は、制御ＰＣ１０からの指令に応じて、図示省略のミラーを利用して、加工面（ＬＥＤチップ１２面）上にＡＦ用のパターンを投影して、そのパターンのぼけ具合を観察する。この加工面は、レーザ光が縮小投影光学系３４により結像する照射位置に対応している。続いて、ＡＦユニット７は、観察したパターンにより加工面のフォーカス位置を検知し、Ｚ軸方向の高さを調節することで加工面の焦点位置を合わせる。なお、図示省略のミラーには、反射ミラー、ハーフミラー、紫外光を反射し可視光を透過するダイクロイックミラー等のミラーが含まれ、必要に応じて適宜組み合わせて用いられる。
【００３２】
また、ＡＦユニット７は、制御ＰＣ１０からの指令に応じて縮小投影光学系３４の焦点深度を調節することにより、レーザ光をサファイア基板１１とＬＥＤチップ１２との界面に集光させることができる。つまり、その界面に焦点位置が合うことになる。これによりレーザリフトオフを実行することが可能となる。
【００３３】
ステージ制御部８は、Ｘθステージ１の移動を制御すると共に、Ｘθステージ１の移動に同期してレーザ発振させる制御パルスとしてのレーザパルスを生成するものである。詳細については、図５を用いて後述する。
【００３４】
レーザ電源・制御部９は、レーザヘッド２への電源供給及びレーザヘッド２のパルス発振を制御するものである。
【００３５】
制御ＰＣ１０は、光照射制御装置全体を統合して制御するものであり、例えば制御用のコンピュータ装置である。制御ＰＣ１０は、例えば、レーザヘッド２のレーザ照射のタイミング、回転ステージ３３の回転及びＸθステージ１の動作を統合して制御する。なお、マスク制御部４、ＡＦユニット７、ステージ制御部８、レーザ電源・制御部９、制御ＰＣ１０の機能構成を組み合わせたものが、本発明における光照射制御装置の制御部の一例に相当する。
【００３６】
図４は、制御ＰＣのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御ＰＣ１０は、プロセッサ１０ａ、ストレージ１０ｂ、メモリ１０ｃ、駆動装置１０ｄ、入力装置１０ｅ、通信インターフェース１０ｆ、表示装置１０ｇ及びバス１０ｈを備える。プロセッサ１０ａ、ストレージ１０ｂ、メモリ１０ｃ、駆動装置１０ｄ、入力装置１０ｅ、通信インターフェース１０ｆ及び表示装置１０ｇは、バス１０ｈを介して、互いに接続されている。
【００３７】
プロセッサ１０ａは、例えば、システムの中心的な処理を担うＣＰＵ（Central Processing Unit）であって、光照射制御装置の制御を担うものである。なお、制御ＰＣ１０の指令は、プロセッサ１０ａの指令を意味する。
【００３８】
また、ストレージ１０ｂは、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の不揮発性の記録装置であり、プログラムや各種データが記録される。メモリ１０ｃは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記録装置である。メモリ１０ｃには、プロセッサ１０ａがプログラムを実行する際の作業メモリを備える。駆動装置１０ｄは、可搬型の記録媒体に記録されたデータやプログラムを読み出す装置である。記録媒体は、例えば、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ又は半導体メモリ（フラッシュメモリ等）を採用したメモリカード等の可搬型の記録媒体である。
【００３９】
入力装置１０ｅは、例えば、キーボード、マウス等の入力デバイスである。通信インターフェース１０ｆは、例えば、無線又は有線でのデータ通信を行なうための通信インターフェースを具備する。表示装置１０ｇは、例えば、液晶モニタであって、プロセッサ１０ａの指令に応じて、操作用のメニュー画面や出力結果を表示する。
【００４０】
図４に例示した制御ＰＣ１０は、プロセッサ１０ａ、ストレージ１０ｂ、メモリ１０ｃ等のハードウェアと、オペレーティング・システムやアプリケーション・プログラム等のプログラムとが協働することにより、各種機能を実現する。このアプリケーション・プログラムには、光照射制御装置の処理に使用するための光照射制御用プログラムや光照射制御方法を行なうための処理プログラムが含まれる。
【００４１】
制御ＰＣ１０は、マスク制御部４を介してマスク３３ｂを有する回転ステージ３３の回転を制御する。また、制御ＰＣ１０は、光源５を利用して観察用カメラ６で得られた画像を解析する。
【００４２】
図５は、ステージ制御部の内部構成を含むブロック図である。ステージ制御部８は、モータコントローラ８１、ドライバ８２、計測処理部８３及びレーザパルス発生回路８４を備える。
【００４３】
モータコントローラ８１は、制御ＰＣ１０からの指令に基づいて、Ｘステージ１ａのＸ軸方向の移動距離や移動速度等のパラメータ設定や制御をするための第１のモータ制御パルスを生成するものである。また、モータコントローラ８１は、制御ＰＣ１０からの指令に基づいて、θステージ１ｂのθ軸（Ｚ軸）周りの回転速度、回転角度等のパラメータ設定や制御をするための第２のモータ制御パルスを生成するものである。なお、本実施形態では、Ｘステージ１ａを駆動するときのＸ軸方向の移動方向は正又は負の一方方向としている。つまり、本実施形態では往復スキャンを不要としている。
【００４４】
ドライバ８２は、第１のモータ制御パルスに基づいてＸステージ１ａをＸ軸方向へ移動させるものであって、図５に示すモータＭ１（Ｘ軸用）を駆動する。また、ドライバ８２は、第２のモータ制御パルスに基づいてθステージ１ｂをθ軸周りに回転させるものであって、図５に示すモータＭ２（θ軸用）を駆動する。モータＭ１、Ｍ２は、例えばステッピングモータである。
【００４５】
なお、図５に示すＸθステージ１は、Ｘ方向の移動距離や移動速度等の実測値を検出するための検出センサ１ｃと、θステージ１ｂのθ軸周りの現在の回転角度、回転速度等のパラメータを検出するための検出センサ１ｄを備える。検出センサ１ｃは、例えばリニアエンコーダ（リニアスケール）であって、検出センサ１ｄは、例えばロータリー（回転）エンコーダである。
【００４６】
計測処理部８３は、検出センサ１ｃから出力されるエンコーダ信号を処理する第１のエンコーダカウンタや、検出センサ１ｄから出力されるエンコーダ信号を処理する第２のエンコーダカウンタを備える。計測処理部８３は、検出センサ１ｃから出力されるエンコーダ信号に基づいて、Ｘ方向の移動距離や移動速度を検出する。また、計測処理部８３は、検出センサ１ｄから出力されるエンコーダ信号に基づいて、θ軸周りの現在の回転角度（θ軸角度）、回転速度を検出する。これらのデータは、制御ＰＣ１０に送信される。
【００４７】
レーザパルス発生回路８４は、レーザ電源・制御部９を介してレーザヘッド２のパルス発振を制御するレーザパルスを、θステージ１ｂがθ軸周りに予め定められた角度を回転すると生成するものである。予め定められた角度は、例えば各ＬＥＤチップ１２の間隔を極座標変換することにより、サファイア基板１１の回転中心Ｃ（図９参照）を基準として規定した角度ピッチに基づいて定められる。
【００４８】
レーザ電源・制御部９は、ステージ制御部８、制御ＰＣ１０に電気的に接続して設けられている。このレーザ電源・制御部９は、レーザヘッド２への電源供給及びレーザヘッド２のパルス発振を制御するものであり、ステージ制御部８から入力されるレーザパルスをトリガとして、レーザヘッド２から１パルスのレーザ光又は高周波発振するレーザ光を射出させるようになっている。
【００４９】
ここで、制御ＰＣ１０は、観察用カメラ６、ＡＦユニット７、ステージ制御部８及びレーザ電源・制御部９と電気的に接続している。
【００５０】
次に、本実施形態におけるレーザ照射の対象物について説明する。具体的には、レーザ照射の対象物は、上述したとおり、サファイア基板１１上に２次元配列された複数のチップである。
【００５１】
図６は、レーザ照射の対象物の一例を示す説明図である。図６（ａ）は、図１に示すサファイア基板の平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡＡ線断面図である。図６（ａ）に示す配列ピッチＰは、ＸＹ方向について一例として５０μｍとしている。ＬＥＤチップ１２のサイズは、一例として、縦３０μｍ、横１５μｍとしている。
【００５２】
図７は、本発明による光照射制御装置の動作の概要説明図である。光照射制御装置は、上述したとおり、サファイア基板１１の回転及びマスク３３ｂの回転を同期させて制御して、レーザ光が縮小投影光学系３４により結像する照射位置にＬＥＤチップ１２が位置する毎にレーザ光を射出させて照射対象のＬＥＤチップ１２を囲む領域にレーザ照射する処理を実行する。
【００５３】
具体的には、サファイア基板１１の回転により照射対象のＬＥＤチップ１２（図６参照）が光軸（ＯＡ）を通過する際、レーザ光が結像する照射位置にＬＥＤチップ１２が位置することになる。光照射制御装置は、マスク３３ｂの回転に伴って縮小投影されるスリット３３ａに応じて定まるレーザ光の照射領域がＬＥＤチップ１２に対して許容範囲内に収まったときに、レーザヘッド２からパルスのレーザ光を射出させて照射対象のＬＥＤチップ１２にレーザ照射する処理を実行する。詳細には、パルスのレーザ光は、均一光学系３１を通過することで、レーザ光の横断面内のエネルギー分布が均一化される。均一化されたレーザ光は、回転ステージ３３のスリット３３ａを通過して、縮小投影光学系３４により、結像レンズ３４ａ及び対物レンズ３４ｂを用いて縮小投影されたレーザ光は、例えば１パルスのレーザショットとしてＬＥＤチップ１２を照射する。
【００５４】
また、光照射制御装置は、予め定められたタイミングに応じて、Ｘステージ１ａを一軸方向に所定量（予め定めた送り量）だけ移動させて、予め定められた順番に従って全てのＬＥＤチップ１２に対してレーザ照射するまで、レーザ照射する処理を実行するようにしている。予め定められたタイミングとは、例えば初期設定位置にサファイア基板１１を移動させる場合、又は、サファイア基板１１を１回転させる場合若しくは所定角度だけ回転させる場合を意味する。
【００５５】
また、予め定められた順番とは、一旦、θステージ１ｂの回転を開始した場合、各ＬＥＤチップ１２に対してレーザショットを実行する順番を表しており、以下に説明する光照射制御用プログラムの実行結果を考慮して定められる。制御ＰＣ１０は、回転ステージ３３に設けられているマスク３３ｂの回転とサファイア基板１１の回転とを同期させることにより、マスク３３ｂ及びサファイア基板１１の初期設定の位置に応じて、例えば、回転するマスク３３ｂのスリット３３ａの向き（例えばスリット３３ａの長手方向）を、サファイア基板１１上の各ＬＥＤチップ１２の向き（例えばＬＥＤチップ１２の長手方向）に揃えることができる。なお、マスク３３ｂの回転とサファイア基板１１の回転とを同期させるとは、互いの回転周期を一致させることを意味する。
【００５６】
また、制御ＰＣ１０は、サファイア基板１１の回転及びマスク３３ｂの回転において、互いの回転周期がずれた場合には、互いの回転周期が合うように何れか一方の回転周期を調整するようにしてもよい。制御ＰＣ１０は、図３に示すマスク制御部４のＥＣ（エンコーダカウンタ）４３から出力される回転ステージ３３の回転速度と、ステージ制御部８の計測処理部８３から出力されるθ軸周りの回転速度とに基づいて、回転周期のずれを判定することができる。制御ＰＣ１０は、互いの回転周期がずれた場合には、マスク制御部４のコントローラ４１又はステージ制御部８のモータコントローラ８１に指令して、互いの回転周期が合うように回転周期を調整することができる。なお、θステージ１ｂのθ軸周りの回転速度はサファイア基板１１の回転速度に等しい。
【００５７】
［光照射制御用プログラム］
次に、光照射制御用プログラムについて説明する。この光照射制御用プログラムは、Ｘθステージ１において、Ｘステージ１ａの半径方向（Ｘ方向）の送り量（ステップ量）を計算するプログラムである。この送り量を求めることにより、光照射制御装置では、後述するとおり、サファイア基板１１の回転を停止させることなく、全てのＬＥＤチップ１２について、局所的なレーザ照射を行なえるようになる。
【００５８】
図８は、本発明による光照射制御用プログラムのフローチャートである。光照射制御用プログラムは、例えば、制御ＰＣ１０のストレージ１０ｂに記録されている。また、ストレージ１０ｂには、サファイア基板１１上に形成されている各ＬＥＤチップ１２の座標データも記録されている。そして、光照射制御用プログラムは、例えば、ユーザの指示入力によって以下のステップに従って処理を開始する。
【００５９】
ステップＳ１０１：プロセッサ１０ａは、第１の処理として、各ＬＥＤチップ１２について、サファイア基板１１の回転中心からの距離を求める。具体的には、プロセッサ１０ａは、一例として各ＬＥＤチップ１２の座標データを読み出し、各ＬＥＤチップ１２について、図６に示すサファイア基板１１の回転中心Ｃを原点とした場合、回転中心Ｃからの距離を計算する。但し、この距離は、各ＬＥＤチップ１２の中心の位置から回転中心Ｃまでの距離とする。
【００６０】
図９は、第１の処理の実行結果を示す説明図である。図９では、説明をわかりやすくするため、各ＬＥＤチップ１２の中心１２ａを明示している。つまり、プロセッサ１０ａは、ＸＹ座標系のＬＥＤチップ１２の配列を、極座標系に変換して計算する。なお、プロセッサ１０ａは、極座標系に変換するに際し、ＬＥＤチップ１２の配列ピッチを、極座標系に変換した角度ピッチについても算出する。プロセッサ１０ａは、各ＬＥＤチップ１２の中心１２ａの極座標のデータ及び角度ピッチのデータをストレージ１０ｂに記録する。
【００６１】
ステップＳ１０２：プロセッサ１０ａは、第２の処理として、回転中心からの距離に基づいて、予め定めた許容誤差範囲内に位置するＬＥＤチップ１２をグループ化する。具体的には、本実施形態では、ＬＥＤチップ１２の表面積（縦×横）に対して、そのＬＥＤチップ１２がレーザ照射される照射領域の面積（ＬＥＤチップ１２を囲む領域）をその表面積と同一にせずに。予め定めた許容誤差範囲内で照射領域の面積をＬＥＤチップ１２の表面積よりも大きくしている。但し、本実施形態では、ＬＥＤチップ１２を多重照射することを避けることを考慮して、照射領域の面積を定めている。
【００６２】
図１０は、第２の処理の説明図である。プロセッサ１０ａは、先ず、上記の回転中心Ｃから外径ＯＤと内径ＩＤで定まる円環１１ａの面積内において、外径ＯＤと内径ＩＤとの差分の幅Ｗ内にＬＥＤチップ１２の中心１２ａが何個存在するかを探索する。この場合、幅Ｗの中心の位置を半径Ｒとした円は、サファイア基板１１を一回転させた場合、レーザ光が縮小投影光学系３４により結像する照射位置をＬＥＤチップ１２が通過するようにしたθステージ１ｂの走査軌跡（以下、「最適な走査軌跡」という）を表している。ここで、本実施形態では、半径Ｒに対して、Ｈ１（外径ＯＤ−半径Ｒ）を正の許容誤差とし、Ｈ２（半径Ｒ−内径ＩＤ）を負の許容誤差とし、上記幅ＷをＬＥＤチップ１２にレーザ照射可能な許容誤差範囲としている。本実施形態では、一例として、半径Ｒの距離を基準として、Ｈ１（１２μｍ）、Ｈ２（−１２μｍ）として、幅Ｗを２４μｍとして計算を実行している。つまり、ＬＥＤチップ１２の中心１２ａのずれが半径Ｒに対して±１２μｍとしている。
【００６３】
図１１は、第２の処理の実行結果を示す説明図である。第２の処理の実行結果から、一例として、幅Ｗ1 からＷ7 の７つの円環（円環群１１ｂ）内に全てのＬＥＤチップ１２が配置していることがわかる。つまり、プロセッサ１０ａは、幅Ｗを固定して、外径ＯＤと内径ＩＤとの長さを段階的に長くなるように変化させていき、幅Ｗ内にＬＥＤチップ１２の中心１２ａが存在するかを数値計算により探索して、全てＬＥＤチップ１２が複数の幅Ｗ内（図１１では、幅Ｗ1〜Ｗ7）に配置された時点で探索を終了する。そのため、幅Ｗ1の円環と幅Ｗ2の円環との隙間と、幅Ｗ2の円環と幅Ｗ3の円環との隙間が異なるのは、全てＬＥＤチップ１２が複数の幅Ｗ内に配置するように調整した結果である。
【００６４】
ステップＳ１０３：プロセッサ１０ａは、第３の処理として、各グループにおける最適な半径値を算出する。具体的には、プロセッサ１０ａは、各グループにおいて、サファイア基板１１の回転中心からＸθステージ１の走査軌跡が最適な半径値を算出する。
【００６５】
図１２は、第３の処理の実行結果を示す説明図である。図１２は、図１１に示す第２の処理の実行結果をグラフ化したものである。但し、説明の便宜上、図１２に示すグラフでは、図１１に示す円環群１１ｂのうち、幅Ｗ1 からＷ5 の円環内にそれぞれ配置されているＬＥＤチップ１２を示している。横軸は、上記の回転中心Ｃからの距離（μｍ）を示している。ここで、グラフの右側に・・・と表しているのは、さらに続くことを意味しており、グラフの図示を省略していることを意味する。縦軸は、ＬＥＤチップ１２の個数（チップ数）を示している。縦軸において、矩形で囲む領域が、図１１に示す幅Ｗ1 からＷ5 に対応している。縦軸の実線は、グループ毎に回転中心Ｃからの距離に応じて存在しているＬＥＤチップ１２を示している。
【００６６】
なお、上記グループとは、幅Ｗ1 からＷ7 の円環内にそれぞれ配置されているＬＥＤチップ１２を意味している（図１１参照）。また、図１２の破線は、各グループの最適な半径値（以下、「回転半径」ということがある）として、Ｒ1 からＲ5を示している（Ｒ6 、Ｒ7 については図示省略）。各グループの最適な半径値（Ｒ1〜Ｒ7）は、その半径値（Ｒ1〜Ｒ7）に基づく円が、各グループの最適な走査軌跡を表している。
【００６７】
ここで、幅Ｗ3 、Ｗ5 について注目すると、回転中心Ｃから異なる距離にＬＥＤチップ１２が存在している。幅Ｗ3 、Ｗ5 の例では、幅Ｗ3 、Ｗ5 内において、回転中心Ｃから異なる距離にＬＥＤチップ１２が存在している箇所が２箇所であるが、これよりも多い箇所に存在する場合も起こり得る。本実施形態では、幅Ｗ内において、プロットされたＬＥＤチップ１２について、回転中心Ｃからの距離が最小値と最大値との平均値を最適な半径値としている。したがって、図１２に示す幅Ｗ3 、Ｗ5 については、平均値を最適な半径値Ｒ3 、Ｒ5としている。
【００６８】
ステップＳ１０４：プロセッサ１０ａは、第４の処理として、各グループの最適な半径値から各半径方向の送り量を算出する。具体的には、プロセッサ１０ａは、各グループにおける最適な半径値に基づいて、極座標系のステージに保持されるサファイア基板１１の一軸方向（Ｘ方向）の送り量を算出する。
【００６９】
図１３は、第４の処理の実行結果を示す説明図である。図１３に示すとおり、円環群１１ｂにおける各グループの最適な半径値Ｒ1〜Ｒ7 が、各グループの最適な走査軌跡を規定することになる。ここで、送り量（ΔＲ）は、最初がΔＲ1（Ｒ1）であり、以下、ΔＲ2（＝Ｒ2−Ｒ1）、ΔＲ3（＝Ｒ3−Ｒ2）、ΔＲ4（＝Ｒ4−Ｒ3）、ΔＲ5（＝Ｒ5−Ｒ4）、ΔＲ6（＝Ｒ6−Ｒ5）、ΔＲ7（＝Ｒ7−Ｒ6）となる。プロセッサ１０ａは、送り量のデータをストレージ１０ｂに記録する。そして、プロセッサ１０ａは、図８に示す光照射制御用プログラムを終了する。
【００７０】
図１４は、第２の処理における他の実行結果を示すグラフである。図６では、サファイア基板１１上に２次元配列（８行８列）のＬＥＤチップ１２を例示したが、図１４では、一例として、サファイア基板１１上に２次元配列（２０行２０列）されているＬＥＤチップ１２について、上記の第１の処理に続いて第２の処理を実行した結果を示している。横軸は、サファイア基板１１の回転中心Ｃからの距離を示し、縦軸は、ＬＥＤチップ１２の個数を示している。
【００７１】
図１５は、周回毎にレーザショットするＬＥＤチップの数を示すグラフである。横軸は周回数であって、サファイア基板１１が何周目の回転かを表しており、縦軸はＬＥＤチップ１２の個数を表している。詳細には、図１５は、図１４に示す第２の処理における実行結果に基づいて、第３の処理、第４の処理を実行した結果、各グループの最適な半径値（Ｒ1〜Ｒ20）について、レーザショットするＬＥＤチップ１２の個数を、サファイア基板１１を回転させる周回毎に表している。以下、１周目のグループを第１グループ、２周目のグループを第２グループ、ｎ周目のグループを第ｎグループという。また、１周目の半径値Ｒ1を第１半径値Ｒ1、２周目の半径値Ｒ2を第２半径値Ｒ2、ｎ周目の半径値Ｒn を第ｎ半径値Ｒnという。
【００７２】
ここで、プロセッサ１０ａは、各ＬＥＤチップ１２の中心１２ａの極座標、角度ピッチ、送り量等のデータをストレージ１０ｂから読み出して、上記の各グループについて、レーザ照射のタイミングを定めるタイミングテーブルを作成する。そして、作成したタイミングテーブルをストレージ１０ｂに記録する。
【００７３】
また、本実施形態では、一例として、数値シミュレーションの結果（図２１〜図２５参照）を示しているが、事前に、ＬＥＤチップ１２の形状（縦×横のサイズ）、ＬＥＤチップ１２の２次元配列（ｍ行ｎ列）及び配列ピッチの等のパラメータを変えて、複数の数値シミュレーションを行なっている。そして、数値シミュレーションの結果が良好なデータについてもストレージ１０ｂに記録されている。このデータには、上記のパラメータの初期条件に応じて定まる数値シミュレーションの開始時におけるスリット３３ａの向きとサファイア基板１１上の各ＬＥＤチップ１２の向き等を示す初期データが含まれている。以下に説明する光照射制御方法では、一例として、初期データを読み出して位置合わせを行なうことが可能である。
【００７４】
[光照射制御方法]
次に、このように構成された光照射制御装置を使用して行なう光照射制御方法について説明する。以下の説明では、光照射制御方法の一例として、レーザリフトオフの適用例について説明する。
【００７５】
図１６は、本発明による光照射制御方法の処理を示すフローチャートである。
このフローチャートは、光照射制御装置の各機器の電源がオンされ、レーザヘッド２がレディ状態になった場合、制御ＰＣ１０へのユーザ指示入力により実行する。制御ＰＣ１０のプロセッサ１０ａは、光照射制御方法で使用する処理プログラムをストレージ１０ｂから読み出して実行する。そして、プロセッサ１０ａは、タイミングテーブルをストレージ１０ｂから読み出す。また、プロセッサ１０ａは、レーザ光をサファイア基板１１とＬＥＤチップ１２との界面に集光させるため、縮小投影光学系３４の焦点深度を調節する。
【００７６】
ステップＳ２０１：プロセッサ１０ａは、Ｘθステージ、スリットの原点位置への復帰処理を実行する。具体的には、プロセッサ１０ａは、ステージ制御部８に指令を出し、Ｘθステージ１が原点位置に位置していない場合には、例えば、Ｘステージ１ａによりＸ軸方向へサファイア基板１１を移動すると共に、θステージ１ｂによりサファイア基板１１を回転させて原点位置に位置決めする。また、プロセッサ１０ａは、マスク制御部４に指令を出して、回転ステージ３３におけるスリット３３ａの向きを原点位置（例えば、図２に示す状態）に合わせる。但し、Ｘθステージ１及びスリット３３ａが原点位置に初めから位置している場合には、プロセッサ１０ａは、ステップＳ２０１の処理をスキップする。
【００７７】
ステップＳ２０２：プロセッサ１０ａは、初期設定処理を行なう。具体的には、プロセッサ１０ａは、ステージ制御部８に指令を出してＸステージ１ａを第１半径値Ｒ1まで移動させる。すなわち、ステージ制御部８は、上記の送り量ΔＲ1（Ｒ1）だけ、Ｘステージ１ａをＸ軸方向に移動させる。なお、以下の説明では、Ｘ軸方向は正向きの一方方向（図７に示す矢印の向き）とする。また、プロセッサ１０ａは、θステージ１ｂのθ軸、スリット３３ａの初期角度を合わせる処理を行なう。
【００７８】
具体的には、プロセッサ１０ａは、例えば、今回レーザ照射するサファイア基板１１上のＬＥＤチップ１２の２次元配列（ｍ行ｎ列）、配列ピッチ、ＬＥＤチップ１２のサイズ等のデータに基づいて、該当する初期データを読み出す。また、プロセッサ１０ａは、観察用カメラ６で得られた画像を解析して、各ＬＥＤチップ１２の向きを特定する。プロセッサ１０ａは、サファイア基板１１上の各ＬＥＤチップ１２の向きが、初期データの各ＬＥＤチップ１２の向きと合っていない場合には、その初期データに合うように、ステージ制御部８を介して、サファイア基板１１を回転させる。
【００７９】
また、プロセッサ１０ａは、スリット３３ａの向き（図２参照）が初期データのスリット３３ａの向きと合っていない場合には、マスク制御部４を介してその初期データに合うようにスリット３３ａを回転させる。そして、図３に示すＥＣ（エンコーダカウンタ）４３や、図５に示す計測処理部８３内の第１、第２のエンコーダカウンタの計数値がリセットされる。
【００８０】
図１７は、初期設定処理の説明図である。（ａ）は角度ピッチについての説明図であり、（ｂ）は、初期設定処理後のマスク３３ｂとＬＥＤチップ１２との位置関係を示している。但し、説明をわかりやすくするため、（ｂ）では、マスク３３ｂも仮想的に描いている。また、円ＣＲ1は、極座標（ｒ，θ）において、回転中心Ｃから第１半径値Ｒ1の円を示している。
【００８１】
図１７（ａ）では、第１グループにおける４つのＬＥＤチップ１２の中心１２ａを示すと共に、これらのＬＥＤチップ１２の間隔を規定する角度ピッチＰ１〜Ｐ４を示している。
【００８２】
図１７（ｂ）では、ステージ制御部８が、プロセッサ１０ａからの指令を受けて上記の送り量ΔＲ1（Ｒ1）だけ、Ｘステージ１ａをＸ軸方向に移動させた状態を示している。ここで、プロセッサ１０ａは、サファイア基板１１の回転を反時計周りに回転させた場合、第１グループにおける４つのＬＥＤチップ１２１〜１２４が何度回転すると、レーザ照射位置に位置するかを計算する。具体的には、ＬＥＤチップ１２１の場合、一例として回転角度（θ1）は、角度ピッチＰ４を２で除算した値になる。また、ＬＥＤチップ１２２の場合、回転角度（θ2）は、回転角度（θ1）＋Ｐ１の値になる。さらに、ＬＥＤチップ１２３の場合、回転角度（θ3）は、回転角度（θ1）＋Ｐ１＋Ｐ２の値になる。また、ＬＥＤチップ１２４の場合、回転角度（θ4）は、回転角度（θ1）＋Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３の値になる。なお、プロセッサ１０ａは、他のグループの回転角度についても、第１グループが確定すると、例えば各グループの角度ピッチに基づいて計算により求めることができる。これらにデータは、タイミングテーブルに追加されて記録される。
【００８３】
ステップＳ２０３：プロセッサ１０ａは、ステージのθ軸とスリットの同期回転を開始させる。具体的には、プロセッサ１０ａは、ステージ制御部８に指令を出し、θステージ１ｂをθ軸周りに回転させることにより、サファイア基板１１の回転を開始させる。一方、プロセッサ１０ａは、マスク制御部４に指令を出して、サファイア基板１１の回転に同期させて、マスク３３ｂの回転を開始させる。ここで、図１７（ｂ）を例にすると、同期回転によりＬＥＤチップ１２１〜１２４の向きとスリット３３ａとの向きは、初期設定の条件により、回転中一致しているので、ＬＥＤチップ１２１〜１２４が照射位置（スリット３３ａの位置）に到達した場合も、スリット３３ａとの向きと一致していることになる。
【００８４】
ステップＳ２０４：プロセッサ１０ａは、θ軸角度（エンコーダカウンタの値）が現在の回転半径（最適な半径値）のグループのリストに存在するか否かを判定する。具体的には、プロセッサ１０ａは、検出センサ１ｄから出力される回転角度（θ軸角度）に基づいて、ＬＥＤチップ１２が照射領域の許容範囲内に収まったか否かを判定する。詳細には、プロセッサ１０ａは、タイミングテーブルを参照して、現在の送り量に基づいて、ステージ制御部８の計測処理部８３から送信されてくるθステージ１ｂのθ軸周りの回転角度（θ軸角度）のデータが、現在の回転半径のグループのリスト内におけるＬＥＤチップ１２の回転角度の値と一致するかを判定する。一致している場合、ＬＥＤチップ１２が照射領域の許容範囲内に収まったことを意味する。
【００８５】
すなわち、プロセッサ１０ａは、図１７（ｂ）を例にすると、θ軸角度（エンコーダカウンタの値）が、４つのＬＥＤチップ１２１〜１２４について、上記の回転角度（θ1）、（θ2）、（θ3）、（θ4）に一致した場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）ステップＳ２０５の処理に移行する。
【００８６】
ステップＳ２０５：プロセッサ１０ａは、パルス制御によりレーザ照射を実行する。具体的には、ステージ制御部８の計測処理部８３にレーザ照射の指令を出すと、計測処理部８３からレーザパルス発生回路８４にレーザパルスの生成の指令が出される。レーザパルス発生回路８４は、この指令によりレーザパルスを生成する。そして、レーザ電源・制御部９は、上記レーザパルスをトリガとしてレーザヘッド２を駆動する。レーザヘッド２は、レーザ光（例えば１パルスのレーザショット）を射出する。
【００８７】
レーザヘッド２から射出されたレーザ光は、ビームエキスパンダ３１ｂを経てビーム径が拡大され、ホモジナイザ３１ｃに入射する。ホモジナイザ３１ｃに入射したレーザ光は、マスク３３ｂに照射するレーザ光の横断面内のエネルギー分布が均一化される。
【００８８】
マスク３３ｂのスリットを通過したレーザ光は、縮小投影光学系３４により所定の縮小倍率で縮小されて、サファイア基板１１とＬＥＤチップ１２の界面にてＬＥＤチップ１２上に結像される。これにより、ＬＥＤチップ１２上には、エネルギー分布が均一なレーザ光が照射され、ＬＥＤチップ１２がサファイア基板１１から剥離される。すなわち、レーザリフトオフが実行される。
【００８９】
ステップＳ２０６：プロセッサ１０ａは、現在の回転半径のグループのリスト内における全ＬＥＤチップのレーザ照射が終了したか否かを判定する。
【００９０】
図１８、図１９は、数値シミュレーションの結果を示す説明図である。この数値シミュレーションの結果は動画出力が可能であり、図１８、図１９では、図６に示すサファイア基板１１を用いて、送り量（ΔＲ１）で、４つのＬＥＤチップ１２がレーザ照射される様子を時系列に表している。具体的には、図１８、図１９は、動画出力されている画像を所定の時刻で画像ファイルに保存するスクリーンショットで切り出して拡大した図である。但し、図１８、図１９では、説明をわかりやすくするため、２つの破線が交差する点を光軸（ＯＡ）として追加して図示すると共に、仮想的に縮小投影されたマスク３３ｂを追加して図示している。マスク３３ｂ内のスリット３３ａが設けられているが、縮小投影されたスリット３３ａの領域が、レーザ光の照射領域に対応している。また、図１８、図１９において、黒く塗りつぶしたＬＥＤチップ１２がレーザショットされたことを表している。所定のパターン（灰色）で描いているＬＥＤチップ１２は、今回の周回によるサファイア基板１１の回転により、レーザショットされることを表している。
【００９１】
図１８において、（ａ）は、サファイア基板１１とマスク３３ｂとが同期回転を開始して所定の角度だけ回転した状態を示している。なお、サファイア基板１１とマスク３３ｂとは、共に反時計周りに回転している。但し、本方法は、反時計周りに限定されるものではない。（ｂ）は、マスク３３ｂの回転に伴って縮小投影されるスリット３３ａに応じて定まるレーザ光の照射領域が、１つ目のＬＥＤチップ１２の許容範囲内に収まったことを示している。そして、１番目のＬＥＤチップ１２がレーザショットされた状態を示している。ここで、プロセッサ１０ａは、現在の回転半径のグループのリスト内の全チップのレーザ照射が終了していないと判定し（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、再び、ステップＳ２０４に戻り、処理を続ける。（ｃ）は、１番目のＬＥＤチップ１２がレーザショットされた後、サファイア基板１１とマスク３３ｂとが同期回転している状態を時系列に示している。（ｄ）は、２番目のＬＥＤチップ１２がレーザショットされた状態を示している。
【００９２】
図１９において、（ａ）は、２番目のＬＥＤチップ１２がレーザショットされた後、サファイア基板１１とマスク３３ｂとが同期回転している状態を示している。（ｂ）は、３番目のＬＥＤチップ１２がレーザショットされた状態を示している。（ｃ）は、３番目のＬＥＤチップ１２がレーザショットされた後、サファイア基板１１とマスク３３ｂとが同期回転している状態を示している。（ｄ）は、４番目のＬＥＤチップ１２がレーザショットされた状態を示している。
【００９３】
以上より、プロセッサ１０ａは、現在の回転半径のグループのリスト内の全ＬＥＤチップのレーザ照射が終了したと判定し（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０７の処理に移行する。
【００９４】
ステップＳ２０７：プロセッサ１０ａは、全てのグループ内のＬＥＤチップのレーザ照射が終了したか否かを判定する。終了した場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、このフローチャートの処理は終了する。一方、終了していない場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０８の処理に移行する。
【００９５】
ステップＳ２０８：プロセッサ１０ａは、ステージ制御部８に指令を出して、Ｘ軸（半径）方向に移動処理を実行させる。ステージ制御部８は、例えば次の送り量（ΔＲ）としてΔＲ2（＝Ｒ2−Ｒ1）の距離だけ、Ｘステージ１ａをＸ軸方向に移動させる。これにより、次の送り量に基づく回転半径が現在の回転半径となる。なお、本実施形態では、ステージ制御部８がＸステージ１ａを移動させる場合、必ずしも、θステージ１ｂを停止させる必要はない。
【００９６】
図２０は、Ｘθステージの制御の一例を示す説明図である。ステージ制御部８は、θステージ１ｂを回転させながら、Ｘステージ１ａをＸ軸方向（プラス側）に移動させてもよい。図２０は、θステージ１ｂを回転させながら、Ｘステージ１ａをＸ軸方向（プラス側）に移動させた場合におけるステージ移動及び回転の行路の走査軌跡を描いた図である。図２０に示す円環群１１ｃにおいて、実線部分がステージ移動及び回転の行路の走査軌跡を表しており、説明の便宜上、送り量（ΔＲ）がΔＲ1〜ΔＲ5 について示している。ステージ制御部８は、各々、送り量（ΔＲ）がΔＲ1〜ΔＲ5 だけＸステージ１ａをＸ軸方向（プラス側）に移動すると、Ｘステージ１ａの移動のみ停止させ、θステージ１ｂを回転は継続させる。このような処理をすることで、ステージ制御部８は、θステージ１ｂを停止せずに円滑に行路を変更することができる。
【００９７】
以上より、プロセッサ１０ａは、全てのグループ内におけるＬＥＤチップ１２のレーザ照射が終了すると（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、上述したとおり、このフローチャートの処理は終了する。
【００９８】
図２１〜図２５は、他の数値シミュレーションの結果を示す説明図である。この他の数値シミュレーションは、サファイア基板１１上に２次元配列（２０行２０列）されているＬＥＤチップ１２について、数値シミュレーションを実行した結果の一例を示している。この数値シミュレーションの結果は動画出力が可能であり、図２１〜図２５では、全てのＬＥＤチップ１２についてレーザ照射される様子を時系列に表している。具体的には、図２１〜図２５は、動画出力されている画像を所定の時刻で画像ファイルに保存するスクリーンショットで切り出した図である。図２１〜図２５において、黒く塗りつぶしたＬＥＤチップ１２がレーザショットされたことを表している。所定のパターン（灰色）で描いているＬＥＤチップ１２は、今回の周回によるサファイア基板１１の回転により、レーザショットされることを表している。なお、図２１〜図２５に示す数値シミュレーションの結果は、図１４、図１５で示した結果とは、初期条件が異なっている。
【００９９】
以上より、本発明の光照射制御装置によれば、上記構成（図１参照）により、往復スキャンをせずに局所的なレーザ照射を行なうことができる。また、本発明の光照射制御方法によれば、図１６に示すフローチャートにより、往復スキャンをせずに局所的なレーザ照射を行なえる方法を提供できる。
【０１００】
また、本発明の光照射制御装置及び光照射制御方法によれば、一旦レーザ照射を開始すると、サファイア基板１１を等速で回転し続けることができるので、回転速度を上げればその分、タクトタイムを向上させることができる。
【０１０１】
詳細には、本発明の光照射制御装置及び光照射制御方法によれば、例えば、図１７に示すとおり、θステージ１ｂによりサファイア基板１１の回転が回転角度（θ4）に達した後、さらに回転して１回転するまでの間に、Ｘステージ１ａ上が次の送り量でサファイア基板１１をＸ軸方向に移動させて、１回転したときに、次のグループにおける各ＬＥＤチップ１２の向きとスリット３３ａの向きが初期設定の位置になるようにすることができる。
【０１０２】
したがって、本発明の光照射制御装置及び光照射制御方法によれば、サファイア基板１１の回転及びマスク３３ｂの回転を同期させて制御すると共に、サファイア基板１１の一軸方向の移動のタイミング及び送り量を制御することにより、渦巻き状の走査軌跡（例えば図２０参照）により、サファイア基板１１を回転し続けながら全チップについて局所的なレーザ照射を行なうことができる。この渦巻き状の走査軌跡は、θステージ１ｂにおける最適な走査軌跡とＸステージ１ａの軸方向の移動の走査軌跡との組み合わせとなっている。
【０１０３】
[変形例]
次に、変形例について説明する。サファイア基板の製造工程で、マイクロＬＥＤのようなサイズの対象物に対して無視できない程度の反りがサファイア基板に発生すると、レーザ光の焦点位置が合わなくなり、レーザリフトオフがうまく実行できなくなる。すなわち、レーザリフトオフにより、マイクロＬＥＤが全て剥離されたサファイア基板の除去が困難になるという問題がある。換言すると、レーザ光の焦点位置の合わないレーザ照射では、マイクロＬＥＤがサファイア基板から剥離されないことになる。
【０１０４】
そこで、変形例では、サファイア基板１１に反り（ΔＺ）がある場合、図１に示す制御ＰＣ１０は、ＡＦユニット７を介して、反り（ΔＺ）量に応じて、縮小投影光学系３４の焦点深度を補正する処理を行なう。なお、サファイア基板１１の反り（ΔＺ）は予め検査により発見することが可能であるので、サファイア基板１１の反り（ΔＺ）が発生している箇所の座標データを制御ＰＣ１０の例えばストレージ１０ｂに記録しておいてもよい。この場合、制御ＰＣ１０は、レーザリフトオフを行なう際に、ストレージ１０ｂから反り（ΔＺ）が発生している箇所の座標データを読み出して、レーザの焦点深度を補正する処理を行なう。
【０１０５】
図２６は、本発明による光照射制御装置の変形例を示す説明図である。図２６は、サファイア基板１１と縮小投影光学系３４との位置関係を示している。複数の縮小投影光学系３４が描かれているのは、サファイア基板１１を回転させながらＸ軸方向に移動させた場合の夫々の位置を表しているためである。図２６では、サファイア基板１１について、一例として中心付近にかけて反りが発生している。例えば、その中心付近において、反り（ΔＺ）量がθステージ１ｂの載置面を基準とした高さとして、ｈ（μｍ）であった場合、制御ＰＣ１０は、ＡＦユニット７を介して、ｈ（μｍ）だけ縮小投影光学系３４を上方に移動させて、焦点深度を調節することによりレーザの焦点位置を合わせるようにする。
これにより、変形例においては、サファイア基板１１に反りが発生していても、良好にレーザリフトオフを行なうことができる。
【０１０６】
なお、上記実施形態では、Ｘθステージ１を用いて説明したが、これに限られず、ＸＹθステージやＸＹＺθステージを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１…Ｘθステージ
２…レーザヘッド
３…レーザ光学システム
４…マスク制御部
７…ＡＦユニット
８…ステージ制御部
９…レーザ電源・制御部
１０…制御ＰＣ
１１…サファイア基板（ウェハ）
１２…ＬＥＤチップ
３１…均一光学系
３３…回転ステージ
３３ａ…スリット
３３ｂ…マスク
３４…縮小投影光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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