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TWI512388B - 光罩、使用該光罩之雷射退火裝置及曝光裝置 - Google Patents

光罩、使用該光罩之雷射退火裝置及曝光裝置 Download PDF

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TWI512388B
TWI512388B TW100120270A TW100120270A TWI512388B TW I512388 B TWI512388 B TW I512388B TW 100120270 A TW100120270 A TW 100120270A TW 100120270 A TW100120270 A TW 100120270A TW I512388 B TWI512388 B TW I512388B
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mask
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pair
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TW100120270A
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TW201214022A (en
Inventor
Makoto Hatanaka
Takamitsu Iwamoto
Kazushige Hashimoto
Original Assignee
V Technology Co Ltd
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Publication date
Application filed by V Technology Co Ltd filed Critical V Technology Co Ltd
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Publication of TWI512388B publication Critical patent/TWI512388B/zh

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    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/42—Alignment or registration features, e.g. alignment marks on the mask substrates
    • G—PHYSICS
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Description

光罩、使用該光罩之雷射退火裝置及曝光裝置
本發明係關於一種會追隨往一定方向搬送中之基板並使光線選擇性地照射在基板上的複數位置處之光罩，詳而言之係關於一種光罩、使用該光罩之雷射退火裝置及曝光裝置，即便是將光線照射在同類基板之偏移至與基板搬送方向呈交叉方向的位置處之情況，仍可良好地追隨移動中的基板。
習知的這類光罩係具備有以一定的配列間距而形成於與基板搬送方向呈交叉方向來讓光線通過之複數罩幕圖案；及相對於複數罩幕圖案而於基板搬送方向的相反方向相隔一定距離之位置處所形成之一個對位記號，其中該對位記號的構造係具備有一對細線，該一對細線係具有相等於基板上所設置之複數圖案之與基板搬送方向呈交叉方向之配列間距的整數倍之間隔，而平行地形成於基板搬送方向(參酌例如日本特開2008-216593號公報)。
然而，上述習知的光罩，由於對位記號之平行於基板搬送方向的一對細線的間隔係相等於基板上所設置之複數圖案之與基板搬送方向呈交叉方向之配列間距的整數倍尺寸，因此將光線照射在同類基板之偏移至與基板搬送方向呈交叉方向的位置處時，對位記號的上述一對細線便會與基板上之圖案之平行於基板搬送方向的邊緣部干涉而難以進行檢測，因而會有無法正確地檢測出對位記號的基準位置之情況。因此便會有光罩對基板的追隨性能降低，而無法將光線高精確度地照射在基板上的目標位置之虞。
是以，本發明係因應於此種問題點，其目的在於提供一種光罩、使用該光罩之雷射退火裝置及曝光裝置，即便是將光線照射在同類基板之偏移至與基板搬送方向呈交叉方向的位置處之情況，仍可良好地追隨移動中的基板。
為達成上述目的，第1發明之光罩係於表面以一定的配列間距設置有陣列狀複數圖案，並將光線選擇性地照射在往一定方向搬送中之基板上的複數位置處，其係具備有：複數罩幕圖案，係以一定的配列間距形成於與該基板之搬送方向呈交叉之方向，來讓光線通過；及複數對位記號，其構造係具備有一對細線，相對於該複數罩幕圖案於基板搬送方向相互地相距一定距離而配置在與該基板搬送方向呈相反側之位置處，且於該一對細線間所預先設定之基準位置係朝與該基板搬送方向呈交叉之方向相互地偏移預設距離之狀態下所形成，其中該一對細線係具有相等於該基板上所設置之複數圖案之與基板搬送方向呈交叉方向之配列間距的整數倍之間隔，而平行地形成於該基板搬送方向。
藉由上述結構，將光線照射在同類基板之偏移至與基板搬送方向呈交叉方向的位置處之情況，係從於基板搬送方向相互地相隔一定距離所配置之複數對位記號當中選擇一個適當的對位記號，來減少對位記號之平行於基板搬送方向的一對細線與基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部的干涉。藉此，即便是將光線照射在同類基板之偏移至與基板搬送方向呈交叉方向的位置處之情況，仍可藉由從複數對位記號當中選擇一個適當的對位記號，來減少該所選擇之對位記號的一對細線與基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部的干涉。於是，便可容易地檢測出所選擇之對位記號的一對細線，從而可容易地計算對位記號的基準位置。是以，便可使用從複數對位記號當中所選擇之一個對位記號，來使光罩良好地追隨移動中的基板。
又，於該光罩所設置之該複數對位記號當中所選擇之一個對位記號的基準位置與該基板所設定之基準位置經對位後的狀態下，該所選擇之對位記號的一對細線係配置為大致對齊於該基板所設置像素之平行於基板搬送方向的中心線。藉此，於各對位記號當中所選擇之一個對位記號的基準位置與基板所設定之基準位置經對位後的狀態下，將上述所選擇之對位記號的一對細線配置為大致對齊於基板所設置像素之平行於基板搬送方向的中心線，以更加減少該一對細線與基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部的干涉。於是，由於從複數對位記號當中所選擇之對位記號的一對細線係位在自基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部相距最遠之上述圖案的略中心位置處，故可避免一對細線與上述圖案之兩邊緣部的干涉，從而可更容易地檢測出上述一對細線。
再者，對應於該各罩幕圖案而於該基板側形成有複數微鏡片。藉以利用對應於各罩幕圖案而形成於基板側之複數微鏡片來使光線聚光在基板上。從而可提高光的利用效率。
然後，該複數罩幕圖案係以一定的配列間距陣列狀地形成於基板搬送方向及其交叉方向。藉以透過以一定的配列間距陣列狀地形成於基板搬送方向及其交叉方向之複數罩幕圖案，來使光線照射在基板上的複數位置處。於是，便可擴大光線的照射區域，從而可縮短例如雷射退火處理步驟或曝光步驟的時間。
又，第2發明之雷射退火裝置係進行表面以一定的配列間距設置有陣列狀複數圖案且往一定方向搬送中之基板，與和該基板呈對向配置之光罩的對位，來將雷射光選擇性地照射在該基板上之複數位置處，以對形成於該基板之薄膜進行退火處理，其係具備有：光罩台，係保持設置有複數罩幕圖案與複數對位記號之光罩，且可使該光罩往基板搬送方向移動來從該複數對位記號當中選擇一個對位記號；該複數罩幕圖案係以一定的配列間距形成於與該基板之搬送方向呈交叉之方向來讓雷射光通過；該複數對位記號的構造係具備有一對細線，相對於該複數罩幕圖案於基板搬送方向相互地相距一定距離而配置在與該基板搬送方向呈相反側之位置處，且於該一對細線間所預先設定之基準位置係朝與該基板搬送方向呈交叉之方向相互地偏移預設距離之狀態下所形成，其中該一對細線係具有相等於該基板上所設置之複數圖案之與基板搬送方向呈交叉方向之配列間距的整數倍之間隔，而平行地形成於該基板搬送方向；線型照相機，係配置為細線狀感光部的長邊中心軸對齊於從該光罩的複數對位記號當中所選擇之對位記號之與該基板搬送方向呈交叉方向的中心線；及對位機構，係使該基板與該光罩朝該基板搬送方向的交叉方向相對移動，來使該所選擇之對位記號的基準位置與該基板所預先設定之基準位置的位置關係成為預先設定之關係。
藉由上述結構，將雷射光照射在同類基板之偏移至與基板搬送方向呈交叉方向的位置處來進行退火處理之情況，係使光罩台往基板搬送方向移動，從於基板搬送方向相互地相隔一定距離所配置之複數對位記號當中選擇一個適當的對位記號，利用線型照相機來拍攝對位記號之平行於基板搬送方向的一對細線與基板上的基準位置，根據該拍攝影像並藉由對位機構來使基板與光罩往基板搬送方向的交叉方向相對移動，以使上述對位記號的基準位置與基板的基準位置的位置關係成為預先設定之關係。藉此，即便是將雷射光照射在同類基板之偏移至與基板搬送方向呈交叉方向的位置處來進行退火處理之情況，仍可藉由從複數對位記號當中選擇一個適當的對位記號，來減少該所選擇之對位記號的一對細線與基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部的干涉。於是，便可容易地檢測出所選擇之對位記號的一對細線，從而可容易地計算對位記號的基準位置。是以，便可使用從複數對位記號當中所選擇之一個對位記號，來使光罩良好地追隨移動中的基板。
再者，於該光罩所設置之該複數對位記號當中所選擇之一個對位記號的基準位置與該基板所設定之基準位置經對位後的狀態下，該所選擇之對位記號的一對細線係配置為大致對齊於該基板所設置像素之平行於基板搬送方向的中心線。藉此，於各對位記號當中所選擇之一個對位記號的基準位置與基板所設定之基準位置經對位後的狀態下，係將上述所選擇之對位記號的一對細線配置為大致對齊於基板所設置像素之平行於基板搬送方向的中心線，來更加減少該一對細線與基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部的干涉。於是，由於從光罩所設置之複數對位記號當中所選擇之對位記號的一對細線係位在自基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部相距最遠之上述圖案的略中心位置處，故可避免一對細線與上述圖案之兩邊緣部的干涉，從而可更容易地檢測出上述一對細線。於是，便可更容易地計算光罩的基準位置，來確實地進行光罩與基板的對位，從而可將雷射光高精確度地照射在基板上所設定之目標位置處。
然後，該光罩係對應於該各罩幕圖案而於該基板側形成有複數微鏡片。藉以利用對應於各罩幕圖案而形成於基板側之複數微鏡片來使雷射光聚光在基板上。於是，便可減少雷射光源的功率，從而可減輕雷射光源的負擔而延長光源壽命。
又，第3發明之曝光裝置係進行表面以一定的配列間距設置有陣列狀複數圖案且往一定方向搬送中之基板，與和該基板呈對向配置之光罩的對位，來將紫外線選擇性地照射在該基板上之複數位置處，以使該基板上所塗佈之感光材料曝光，其係具備有：光罩台，係保持設置有複數罩幕圖案與複數對位記號之光罩，且可使該光罩往基板搬送方向移動來從該複數對位記號當中選擇一個對位記號，該複數罩幕圖案係以一定的配列間距形成於與該基板之搬送方向呈交叉之方向，來讓紫外線通過；該複數對位記號的構造係具備有一對細線，相對於該複數罩幕圖案於基板搬送方向相互地相距一定距離而配置在與該基板搬送方向呈相反側之位置處，且於該一對細線間所預先設定之基準位置係朝與該基板搬送方向呈交叉之方向相互地偏移預設距離之狀態下所形成，其中該一對細線係具有相等於該基板上所設置之複數圖案之與基板搬送方向呈交叉方向之配列間距的整數倍之間隔，而平行地形成於該基板搬送方向；線型照相機，係配置為細線狀感光部的長邊中心軸對齊於從該光罩的複數對位記號當中所選擇之對位記號之與該基板搬送方向呈交叉方向的中心線；及對位機構，係使該基板與該光罩朝該基板搬送方向的交叉方向相對移動，來使該所選擇之對位記號的基準位置與該基板所預先設定之基準位置的位置關係成為預先設定之關係。
藉由上述結構，將紫外線照射在同類基板之偏移至與基板搬送方向呈交叉方向的位置處來進行曝光之情況，係使光罩台往基板搬送方向移動，從於基板搬送方向相互地相隔一定距離所配置之複數對位記號當中選擇一個適當的對位記號，利用線型照相機來拍攝對位記號之平行於基板搬送方向的一對細線與基板上的基準位置，根據該拍攝影像並藉由對位機構來使基板與光罩往基板搬送方向的交叉方向相對移動，以使上述對位記號的基準位置與基板的基準位置的位置關係成為預先設定之關係。藉此，即便是將紫外線照射在同類基板之偏移至與基板搬送方向呈交叉方向的位置處來進行曝光之情況，仍可藉由從複數對位記號當中選擇一個適當的對位記號，來減少該所選擇之對位記號的一對細線與基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部的干涉。於是，便可容易地檢測出所選擇之對位記號的一對細線，從而可容易地計算對位記號的基準位置。是以，便可使用從複數對位記號當中所選擇之一個對位記號，來使光罩良好地追隨移動中的基板。
再者，於該光罩所設置之該複數對位記號當中所選擇之一個對位記號的基準位置與該基板所設定之基準位置經對位後的狀態下，該所選擇之對位記號的一對細線係配置為大致對齊於該基板所設置像素之平行於基板搬送方向的中心線。藉此，於各對位記號當中所選擇之一個對位記號的基準位置與基板所設定之基準位置經對位後的狀態下，係將上述所選擇之對位記號的一對細線配置為大致對齊於基板所設置像素之平行於基板搬送方向的中心線，來更加減少該一對細線與基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部的干涉。於是，由於從光罩所設置之複數對位記號當中所選擇之對位記號的一對細線係位在自基板所設置圖案之平行於基板搬送方向的兩邊緣部相距最遠之上述圖案的略中心位置處，故可避免一對細線與上述圖案之兩邊緣部的干涉，從而可更容易地檢測出上述一對細線。於是，便可更容易地計算光罩的基準位置，來確實地進行光罩與基板的對位，從而可將紫外線高精確度地照射在基板上所設定之目標位置處。
然後，該光罩係對應於該各罩幕圖案而於該基板側形成有複數微鏡片。藉以利用對應於各罩幕圖案而形成於基板側之複數微鏡片來使紫外線聚光在基板上。於是，便可減少曝光用光源的功率，從而可減輕曝光用光源的負擔而延長光源壽命。
以下，參酌添附圖式詳細說明本發明之實施形態。圖1係顯示本發明光罩的實施形態之圖式，(a)為俯視圖，(b)為(a)之X-X線剖面圖。該光罩1係於表面以一定的配列間距設置有陣列狀複數圖案，並將光線選擇性地照射在往一定方向搬送中之基板上的複數位置，其具備有複數罩幕圖案2、複數微鏡片3及複數對位記號4。
此外，此處所使用之基板係以配列間距P1 於圖2之箭頭A所示的基板搬送方向，且以配列間距P2 於基板搬送方向的交叉方向配置有複數圖案(以下稱為「像素5」)，其係沿著各像素5之平行於基板搬送方向的邊緣部而形成有例如資料線(data line)6，沿著各像素5之與基板搬送方向呈交叉的邊緣部則形成有例如閘極線(gate line)7之TFT基板8。又，基板搬送方向前側的顯示區域外係設置有中心位置與基板搬送方向前側的閘極線7相隔距離L1 之略十字狀的刻痕記號9，以便能夠進行光罩1與TFT基板8的預對位。此處，若無刻痕記號9時，便會無法檢測出TFT基板8側的對位基準(例如預先設定的特定資料線6)，而有錯誤地檢測出別的資料線6，便往像素5之基板搬送方向的交叉方向偏移同方向之配列間距P2 的數間距量來進行對位之虞。於是，藉由於TFT基板8設置有上述刻痕記號9，便可進行光罩1與TFT基板8的預對位，來容易地檢測出上述特定資料線6。
上述複數罩幕圖案2如圖1所示，係用以使光線選擇性地照射在TFT基板8上所預先設定的複數位置(以下稱為「光照射目標位置」)處，其係形成於透明基板10表面所設置之遮光膜11而能夠讓光線通過之一定形狀的開口，且係以相等於TFT基板8上所設置之複數像素5之配列間距P1 、P2 的配列間距，而陣列狀地形成於基板搬送方向及其交叉方向。本實施形態中，上述複數罩幕圖案2係以與基板搬送方向呈交叉之2列罩幕圖案列2A、2B來顯示。
上述透明基板10的內面(TFT基板8側)如圖1(b)所示，係設置有複數微鏡片3。該複數微鏡片3係用以使光線聚光在TFT基板8上之凸透鏡，而配置為會使光軸對齊於各罩幕圖案2的中心。
相對於上述複數罩幕圖案2而與箭頭A所示之基板搬送方向呈相反側之位置處所形成的第1~第3觀看窗12A、12B、12C內係分別設置有第1、第2及第3對位記號4A、4B、4C。該第1~第3對位記號4A~4C係用以使光罩1一邊蛇行一邊追隨移動中的TFT基板8而移動，來進行上述複數罩幕圖案2與TFT基板8上的光照射目標位置之對位，其係配置為於基板搬送方向相互地相隔距離L2 ，且係形成為第1對位記號4A之與基板搬送方向呈交叉的中心軸與基板搬送方向前側之罩幕圖案列2A的長邊中心軸構成了距離L3 。
再者，第1~第3對位記號4A~4C的構造係分別於一對細線4a、4b間設置有與基板搬送方向斜向地交叉之一根細線4c，該一對細線4a、4b係具有相等於複數像素5之與基板搬送方向呈交叉方向之配列間距P2 的整數倍之間隔nP2 (n為1以上的整數)且平行地形成於基板搬送方向，第2及第3對位記號4B、4C的對位基準位置(例如一對細線4a、4b間的中點位置)係形成為以第1對位記號4A的基準位置為基準而往基板搬送方向的交叉方向偏移距離D1 、D2 之狀態。
此情況下，與基板搬送方向斜向地交叉之上述一根細線4c當使用本發明之光罩1於後述雷射退火裝置或曝光裝置時，係被用來使光罩1之對位記號4之與基板搬送方向呈交叉的中心線能夠正確地對位於為了檢測光罩1的基準位置及TFT基板8的基準位置而設置之線型照相機17(參酌圖5)之細長狀感光部24的長邊中心軸。具體來說係根據線型照相機17所拍攝之一維影像來檢測對位記號4之上述一對細線4a、4b及斜向細線4c的位置，演算細線4a、4c間之距離及細線4c、4b間之距離，並使光罩1往基板搬送方向移動來使兩距離相等，以進行線型照相機17與光罩1的對位。
又，上述斜向細線4c亦可與上述同樣地使用於TFT基板8所設置之閘極線7的檢測。例如利用線型照相機17來拍攝上述閘極線7，以演算因對位記號4的三根細線4a~4c而被截斷之閘極線7的部分尺寸。然後，若檢測出閘極線7之細線4a、4c間的尺寸與細線4c、4b間的尺寸變得相等時，便可檢測出閘極線7對齊於對位記號4之與基板搬送方向呈交叉方向的中心線之瞬間。於是，若以閘極線7對齊於對位記號4的上述中心線之瞬間為基準，來測量TFT基板8的移動距離或移動時間，而在該移動距離或移動時間成為預先設定之一定值時照射雷射光或紫外線的話，便可將雷射光或紫外線正確地照射在TFT基板8上的光照射目標位置。
再者，上述第1~第3對位記號4A~4C的基準位置係形成為與罩幕圖案2具有一定的位置關係。例如本實施形態中，如圖1所示，第1對位記號4A係形成為平行於其基板搬送方向之中心線會對齊於罩幕圖案列2A、2B任一者所鄰接之2個罩幕圖案2的中點位置，而第2對位記號4B則形成為其中心位置會相對於第1對位記號4A的中心位置而往與基板搬送方向呈交叉之方向偏移距離D1 =P2 /2之狀態。於是，第2對位記號4B之平行於基板搬送方向的中心線便會對齊於任一罩幕圖案2的中心。又，第3對位記號4C係形成為其中心位置會相對於第1對位記號4A的中心位置而往與基板搬送方向呈交叉之方向偏移距離D2 =mP2 /4(m為奇數)之狀態。於是，第3對位記號4C之平行於基板搬送方向的中心線便會對齊於從任一罩幕圖案2的中心而往基板搬送方向的交叉方向偏移P2 /4之位置處。
又再者，於上述第1~第3對位記號4A~4C當中所選擇之對位記號4的基準位置與TFT基板8所設定之基準位置經對位後的狀態下，上述所選擇之對位記號4的一對細線4a、4b係配置為會分別大致對齊於上述像素5之平行於基板搬送方向的中心線。於是，在使用各對位記號4A~4C來進行光罩1與TFT基板8的對位之狀態下，由於各對位記號4A~4C的上述一對細線4a、4b會分別位在從像素5之平行於基板搬送方向的左右邊緣部距離充分遙遠之像素5的略中心線上，故不會與沿著像素5的邊緣部所設置之資料線6干涉，而可容易地檢測出上述細線4a、4b。是以，便可容易地進行各對位記號4A~4C之基準位置的計算。
此外，各對位記號4A~4C的基準位置不限於一對細線4a、4b間的中點位置，可設定在以一定的比率分割上述一對細線4a、4b間之位置處，抑或亦可以一對細線4a、4b的任一者為基準位置來加以設定。
又，上述實施形態雖已針對對應於罩幕圖案2而於TFT基板8側設置有微鏡片3之情況加以說明，但本發明不限於此，亦可不具有微鏡片3。使用本發明之光罩1於雷射退火的情況，由於可聚集雷射能量，因此設置有微鏡片3會較具效果。又，使用於曝光的情況，則並非一定要具備微鏡片3。然而，當設置有微鏡片3時，可將罩幕圖案2縮小投影在基板上，從而可提高曝光圖案的分解能力。
再者，上述實施形態中，雖已針對設置有2列罩幕圖案列2A、2B之情況加以說明，但本發明不限於此，亦可為設置有1列或3列以上的罩幕圖案列。
接下來，針對使用本發明光罩1之雷射退火裝置加以說明。圖3係顯示本發明雷射退火裝置的概略結構之部分剖面俯視圖。該雷射退火裝置係進行表面以一定的配列間距設置有陣列狀複數像素5且往箭頭A方向搬送中之例如TFT基板8，與和該TFT基板8呈對向配置之光罩1的對位，來將雷射光21選擇性地照射在TFT基板8上之複數位置處，以使TFT基板8所形成之非晶矽的薄膜退火而聚矽化，其係具備有搬送機構13、雷射光源14、耦合光學系統15、光罩台16、線型照相機17、對位機構18及控制機構19所加以構成。
上述搬送機構13係將TFT基板8載置於其上面並以一定速度朝例如圖3所示之箭頭A方向搬送，其係具備有於上面具有會噴出氣體的多個噴出孔與會吸引氣體的多個吸引孔之氣體台20，而在藉由氣體之噴出與吸引的平衡來使TFT基板8在氣體台20上浮起特定量之狀態下，藉由搬送滾筒(省略圖示)來夾持TFT基板8的兩端邊緣部而進行搬送，其係具備有省略圖示之位置感測器或速度感測器。
上述搬送機構13的上方係設置有雷射光源14。該雷射光源14係會以例如50Hz的反覆周期放射例如波長308nm或353nm的雷射光21之準分子雷射。
上述雷射光源14所放射之雷射光21的光線路徑上係設置有耦合光學系統15。該耦合光學系統15會擴大雷射光21的光束徑，來使光束之橫剖面內的強度分布均勻而照射在光罩1，其係具備有例如複數蠅眼透鏡或複數聚光透鏡所加以構成。
上述耦合光學系統15之雷射光21的行進方向下游側係設置有光罩台16。該光罩台16係接近並對向於TFT基板8而用以保持光罩1，其中央部係形成有開口部22，以夾持光罩1的周緣部。然後，藉由例如馬達等驅動機構23，便可往圖3所示之箭頭B、C方向移動。
上述光罩台16所保持之光罩1的第1~第3觀看窗12A~12C當中，係對向於一個觀看窗(圖3中為第2觀看窗12B)而於搬送機構13側設置有線型照相機17。該線型照相機17會從下方穿透TFT基板8來拍攝其表面及光罩1的對位記號4，並輸出該等的一維影像，其係具備有一直線狀地排列有複數感光元件而形成之細長狀感光部24(參酌圖5)，而配置為該感光部24的長邊中心軸會對齊於從上述第1~第3對位記號4A~4C當中所選擇之對位記號4(圖3係顯示選擇第2對位記號4B的情況)之與基板搬送方向呈交叉方向的中心線。
又，對向於線型照相機17而於光罩台16上方係設置有照明用光源25，可照明線型照相機17的拍攝位置。
設置有可使上述光罩台16往基板搬送方向的交叉方向移動之對位機構18。該對位機構18係用以進行TFT基板8與光罩1的對位，其係由例如線型馬達、電磁致動器、或軌道及馬達等所構成。
設置有連結於上述搬送機構13、雷射光源14、光罩台16、線型照相機17、及對位機構18之控制機構19。該控制機構19會對應於TFT基板8上預先設定的複數退火目標位置來使光罩1往基板搬送方向移動，從第1~第3對位記號4A~4C當中選擇一個對位記號4，來進行該一對位記號4與TFT基板8上預先設定的基準位置之對位後，將雷射光21照射在光罩1，以對基板上的複數退火目標位置進行退火處理，其係如圖4所示般地具備有影像處理部26、記憶體27、演算部28、搬送機構驅動控制器29、光罩台驅動控制器30、對位機構驅動控制器31、雷射光源驅動控制器32及控制部33。
此處，影像處理部26會即時處理線型照相機17所拍攝之一維影像，來檢測線型照相機17之細長狀感光部24長邊方向的輝度變化，以檢測出TFT基板8的資料線6所設定之基準位置及光罩1之對位記號4的一對細線4a、4b之位置，並從線型照相機17的輸出中之基板搬送方向的輝度變化來檢測出TFT基板8之刻痕記號9之與基板搬送方向呈交叉的細線9a(參酌圖2)。
又，記憶體27會記憶從檢測出光罩1所設定之距離L2 、L3 (參酌圖1)、TFT基板8所設定之距離L1 、P1 (參酌圖2)、對應於第1~第3對位記號4A~4C的對位目標值Ds1 、Ds2 、及TFT基板8之刻痕記號9之與基板搬送方向呈交叉的細線9a後到開啟雷射光源14為止之TFT基板8移動距離的目標值Ls，並暫時地記憶後述演算部28中之演算結果。此外，上述對位目標值Ds1 係對位記號4之基準位置與基板之刻痕記號9的中心位置之間之距離目標值，目標值Ds2 係對位記號4之基準位置與基板所設定之基準位置(例如特定資料線6的中心位置)之間之距離目標值。
再者，演算部28會演算利用影像處理部26所檢測之TFT基板8的基準位置與光罩1中所選擇之對位記號4的基準位置之間之距離D，並根據搬送機構13之位置感測器的輸出來演算TFT基板8的移動距離L。
然後，搬送機構驅動控制器29係藉由一定周期的脈衝來控制搬送機構13的驅動，以便能夠以預先設定的速度來搬送TFT基板8。
又，光罩台驅動控制器30係用以使光罩台16往圖3之箭頭B、C方向移動，來從光罩1所形成之第1~第3對位記號4A~4C當中選擇一個對位記號4，其能夠驅動光罩台16所設置之驅動機構23。
再者，對位機構驅動控制器31會比較演算部28所演算出之TFT基板8的基準位置與光罩1中所選擇之對位記號4的基準位置之間之距離D，與從記憶體27所讀取之對位目標值Ds1 、Ds2 ，並驅動對位機構18來使光罩1往基板搬送方向的交叉方向移動以使兩者一致。
再者，雷射光源驅動控制器32係用以控制雷射光源14的開啟及關閉。然後，控制部33會統合並控制整體來使上述各構成要素適當地動作。
接下來，針對上述結構之雷射退火裝置的動作加以說明。
首先，控制機構19的記憶體27會記憶有所需資訊而成為初始設定。又，光罩台16的驅動機構23會藉由控制機構19的光罩台驅動控制器30而被驅動，來使光罩台16往圖3所示之箭頭B方向移動距離L2 。藉此，第1觀看窗12A便會位在線型照相機17上方而選擇第1對位記號4A。
此時，係根據線型照相機17所拍攝之一維影像並利用影像處理部26來從線型照相機17之細長狀感光部24長邊方向的輝度變化檢測出第1對位記號4A之一對細線4a、4b及斜向細線4c的位置，利用演算部28來演算細線4a、4c間之距離及細線4c、4b間之距離，並藉由光罩台驅動控制器30微調整光罩台16之往基板搬送方向的移動來使兩距離相等，以正確地進行線型照相機17之感光部24的長邊中心軸與光罩1之第1對位記號4A之與基板搬送方向呈交叉方向的中心線之對位。
接下來，搬送機構13會在將表面形成有非晶矽薄膜之TFT基板8載置於氣體台20的上面來使圖2所示之刻痕記號9成為圖3之箭頭A所示的基板搬送方向前側之狀態下，以一定的速度朝箭頭A方向開始搬送。
搬送TFT基板8來使上述刻痕記號9到達光罩1所形成之第1觀看窗12A的下側後，利用線型照相機17開始攝影，並從線型照相機17以一定的時間間隔輸出拍攝影像。該拍攝影像會被輸入至控制機構19的影像處理部26來進行影像處理，並從線型照相機17之細長狀感光部24長邊方向的輝度變化，來檢測出TFT基板8之刻痕記號9之平行於基板搬送方向的細線9b(參酌圖2)的位置，及第1對位記號4A之一對細線4a、4b的位置。
演算部28中，係根據影像處理部26所檢測之上述刻痕記號9之細線9b的位置資訊，與第1對位記號4A之一對細線4a、4b的位置資訊，來演算上述刻痕記號9之上述細線9b之平行於基板搬送方向的中心線與第1對位記號4A的基準位置(例如中心位置)之間之距離D，並與記憶在記憶體27之對位目標值Ds1 作比較。
接下來，對位機構驅動控制器31會驅動控制對位機構18來使光罩1往圖5之箭頭E、F方向移動，以使上述距離D與對位目標值Ds1 一致，而進行TFT基板8與光罩1的預對位。
又，影像處理部26中，會處理線型照相機17所拍攝之一維影像，並從沿著基板搬送方向之輝度變化，來檢測出刻痕記號9之與基板搬送方向呈交叉的細線9a。又，演算部28中，根據搬送機構13所設置之位置感測器的輸出來檢測出上述細線9a後，會演算TFT基板8的移動距離L，並比較該距離L與記憶在記憶體27之TFT基板8的移動距離目標值Ls(本實施形態中，Ls=L1 +L3 )，當兩者一致而如圖6所示般地TFT基板8之複數資料線6與複數閘極線7的交叉部係與光罩1之複數罩幕圖案2的中心對齊時，便會將雷射光源14的開啟指令輸出至雷射光源驅動控制器32。
當雷射光源驅動控制器32接收到上述開啟指令後便會開啟雷射光源14特定時間。藉此，如圖7所示，雷射光21便會因光罩1的微鏡片3而聚光在TFT基板8的資料線6與閘極線7之交叉部，來對該交叉部的非晶矽膜進行退火處理而加以聚矽化。
之後，與上述同樣地，根據線型照相機17所拍攝之拍攝影像，來將接近例如線型照相機17之感光部24所預先設定的基準位置之TFT基板8的資料線6選擇為特定資料線6，並檢測該特定資料線6的位置及第1對位記號4A之一對細線4a、4b的位置。然後，演算該特定資料線6的中心線與第1對位記號4A的基準位置(例如中心位置)之間之距離D，驅動對位機構18來使光罩1往圖6所示之箭頭E、F方向移動，以使該距離D與記憶體27所記憶之對位目標值Ds2 一致，而進行TFT基板8與光罩1的對位。藉此，便可使光罩1追隨移動中的TFT基板8。
此時，如圖7所示，第1對位記號4A的一對細線4a、4b係位在自TFT基板8之像素5之平行於基板搬送方向(箭頭A方向)的兩邊緣部相距最遠之平行於箭頭A方向的中心線上。於是，上述一對細線4a、4b便不會與像素5之沿著上述邊緣部所設置的資料線6干涉，而可容易地檢測。是以，便可容易地計算第1對位記號4的基準位置，來使光罩1正確地追隨移動中的TFT基板8。
如此地，一邊使光罩1追隨移動中的TFT基板8，一邊在每當TFT基板8移動2P1 (P1 為像素5之基板搬送方向的配列間距)時，藉由雷射光源驅動控制器32來開啟雷射光源14一定時間。藉此，便可對TFT基板8上之所有退火目標位置34的非晶矽膜進行退火處理而加以聚矽化。
接下來，就針對不同退火目標位置34之別的TFT基板8，使用相同的光罩1來進行雷射退火處理之情況加以說明。
此情況下，當像素5的上述退火目標位置34如圖8所示地位在對齊於平行於基板搬送方向(箭頭A方向)的中心線之閘極線7上時，只要使光罩1往基板搬送方向(箭頭A方向)的交叉方向移動同方向之像素5的配列間距P2 的半間距(P2 /2)即可。
然而，此時，如圖8所示，由於第1對位記號4A的一對細線4a、4b會與TFT基板8的資料線6干涉，故無法利用線型照相機17來使上述細線4a、4b與資料線6分離而檢測出該細線4a、4b。於是，便會無法計算第1對位記號4A的基準位置，而無法使光罩1追隨移動中的TFT基板8。
於是，上述情況下，本發明係藉由光罩台驅動控制器30來驅動驅動機構23以使光罩台16往圖3所示之箭頭C方向移動距離L2 ，並將藉由線型照相機17所檢測之對位記號4從第1對位記號4A切換成第2對位記號4B。此處，由於第2對位記號4B係設置為使第1對位記號4A往基板搬送方向(箭頭A方向)的交叉方向偏移D1 =P2 /2，故第2對位記號4B的一對細線4a、4b便會如圖8所示般地位在像素5之平行於板搬送方向(箭頭A方向)的中心線上，而容易檢測出第2對位記號4B。於是，便可使用第2對位記號4B來使光罩1追隨移動中的TFT基板8，且縱使是退火目標位置34相異之TFT基板8，仍可使用相同的光罩1來進行位置精確度良好的退火處理。
再者，針對相異於上述任一退火目標位置34之目標位置進行退火處理的情況，只要選擇對應於該目標位置而形成於光罩1之第3對位記號4C即可。此情況下，當已進行TFT基板8與光罩1的對位之狀態下，由於第3對位記號4C的一對細線4a、4b會位在遠離像素5之平行於基板搬送方向的兩邊緣部之像素5中途，因此一對細線4a、4b與資料線6便不會發生干涉，而可容易地檢測出第3對位記號4C，來使光罩1追隨移動中的TFT基板8。
此外，上述實施形態雖已針對基板為TFT基板8之情況加以說明，但本發明不限於此，只要是夠將雷射光21照射在基板上之複數位置處來對被覆在表面的薄膜進行退火處理的話，則可為任何基板。
又，上述實施形態雖已針對使用本發明光罩1於雷射退火裝置的情況加以說明，但不限於雷射退火裝置，而亦可適用於使塗佈於基板上之感光材料曝光之曝光裝置。此時，只要將上述雷射退火裝置的雷射光源14置換為放射出紫外線之氙氣燈、超高壓水銀燈，或放射出紫外線之雷射光源所構成的曝光用光源即可。藉此，便可在對應於基板上所的複數曝光目標位置來使光罩1往基板搬送方向移動，從複數對位記號4當中選擇一對位記號4，進行該一對位記號4的基準位置與基板上所預先設定的基準位置之對位後，對光罩1照射紫外線來將基板上之複數曝光目標位置曝光。
此情況下，只要在光罩1設置有複數列的罩幕圖案列，而於當基板搬送方向前側的曝光目標位置對齊於光罩1的複數罩幕圖案列當中之基板搬送方向前側之罩幕圖案列的各罩幕圖案2時照射紫外線一定時間，並在之後，每當基板移動相等於罩幕圖案2之基板搬送方向的配列間距P1 之距離時便照射紫外線一定時間的話，便可將上述曝光目標位置多重曝光。於是，可降低曝光用光源的功率，並減輕光源負擔，從而可延長光源壽命。
然後，以上的說明雖已針對當進行光罩1與基板的對位時，係使光罩1側往基板搬送方向的交叉方向移動之情況加以說明，但本發明不限於此，亦可移動基板側，抑或移動光罩1與基板兩者。
D、D1 、D2 、L1 、L2 、L3 ．．．距離
Ds1 、Ds2 ．．．對位目標值
Ls．．．移動距離目標值
P1 、P2 ．．．間距
1．．．光罩
2．．．罩幕圖案
2A、2B．．．罩幕圖案列
3．．．微鏡片
4．．．對位記號
4A、4B、4C．．．第1~第3對位記號
4a、4b、4c．．．細線
5．．．像素
6．．．資料線
7．．．閘極線
8．．．TFT基板
9．．．刻痕記號
9a、9b．．．細線
10．．．透明基板
11．．．遮光膜
12A、12B、12C．．．第1~第3觀看窗
13．．．搬送機構
14．．．雷射光源
15．．．耦合光學系統
16‧‧‧光罩台
17‧‧‧線型照相機
18‧‧‧對位機構
19‧‧‧控制機構
20‧‧‧氣體台
21‧‧‧雷射光
22‧‧‧開口部
23‧‧‧驅動機構
24‧‧‧感光部
25‧‧‧照明用光源
26‧‧‧影像處理部
27‧‧‧記憶體
28‧‧‧演算部
29‧‧‧搬送機構驅動控制器
30‧‧‧光罩台驅動控制器
31‧‧‧對位機構驅動控制器
32‧‧‧雷射光源驅動控制器
33‧‧‧控制部
34‧‧‧退火目標位置
圖1係顯示本發明之光罩的實施形態之圖式，(a)為俯視圖，(b)為(a)之X-X線剖面圖。
圖2係顯示TFT基板的概略結構之俯視圖。
圖3係顯示本發明雷射退火裝置的概略結構之部分剖面俯視圖。
圖4係顯示上述雷射退火裝置的控制機構的結構之方塊圖。
圖5係用以說明使用上述TFT基板所設置之刻痕記號來進行TFT基板與光罩的預對位之俯視圖。
圖6係用以說明光罩對於移動中的TFT基板的追隨之俯視圖。
圖7係顯示TFT基板之退火目標位置與光罩之第1對位記號的位置關係之說明圖。
圖8係顯示TFT基板之其他退火目標位置與光罩之第2對位記號的位置關係之說明圖。
D1 、D2 、L1 、L2 、L3 ．．．距離
P1 、P2 ．．．間距
1．．．光罩
2．．．罩幕圖案
2A、2B．．．罩幕圖案列
3．．．微鏡片
4．．．對位記號
4A、4B、4C．．．第1~第3對位記號
4a、4b、4c．．．細線
10．．．透明基板
11．．．遮光膜
12A、12B、12C．．．第1~第3觀看窗

Claims (10)

  1. 一種光罩，係於表面以一定的配列間距設置有陣列狀複數圖案，並將光線選擇性地照射在往一定方向搬送中之基板上的複數位置處，其特徵在於設置有：複數罩幕圖案，係以一定的配列間距形成於與該基板之搬送方向呈交叉之方向，來讓光線通過；及複數對位記號，其構造係具備有一對細線，相對於該複數罩幕圖案於基板搬送方向相互地相距一定距離而配置在與該基板搬送方向呈相反側之位置處，且於該一對細線間所預先設定之基準位置係朝與該基板搬送方向呈交叉之方向相互地偏移預設距離之狀態下所形成，其中該一對細線係具有相等於該基板上所設置之複數圖案之與基板搬送方向呈交叉方向之配列間距的整數倍之間隔，而平行地形成於該基板搬送方向。
  2. 如申請專利範圍第1項之光罩，其中於該複數對位記號當中所選擇之一個對位記號的基準位置與該基板所設定之基準位置經對位後的狀態下，該所選擇之對位記號的一對細線係配置為分別對齊於該基板所設置複數圖案中，位在分離於與該基板搬送方向交叉的方向之2個圖案之基板搬送方向的平行中心線。
  3. 如申請專利範圍第1項之光罩，其係對應於該各罩幕圖案而於該基板側形成有複數微鏡片。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩，其中該複數罩幕圖案係以一定的配列間距陣列狀地形成於基板搬送方向及其交叉方向。
  5. 一種雷射退火裝置，係進行表面以一定的配列間距設置有陣列狀複數圖案且往一定方向搬送中之基板，與和該基板呈對向配置之光罩的對位，來將雷射光選擇性地照射在該基板上之複數位置處，以對形成於該基板之薄膜進行退火處理，其特徵在於具備有：光罩台，係保持設置有複數罩幕圖案與複數對位記號之光罩，且可使該光罩往基板搬送方向移動來從該複數對位記號當中選擇一個對位記號；該複數罩幕圖案係以一定的配列間距形成於與該基板之搬送方向呈交叉之方向來讓雷射光通過；該複數對位記號的構造係具備有一對細線，相對於該複數罩幕圖案於基板搬送方向相互地相距一定距離而配置在與該基板搬送方向呈相反側之位置處，且於該一對細線間所預先設定之基準位置係朝與該基板搬送方向呈交叉之方向相互地偏移預設距離之狀態下所形成，其中該一對細線係具有相等於該基板上所設置之複數圖案之與基板搬送方向呈交叉方向之配列間距的整數倍之間隔，而平行地形成於 該基板搬送方向；線型照相機，係配置為細線狀感光部的長邊中心軸對齊於從該光罩的複數對位記號當中所選擇之對位記號之與該基板搬送方向呈交叉方向的中心線；及對位機構，係使該基板與該光罩朝該基板搬送方向的交叉方向相對移動，來使該所選擇之對位記號的基準位置與該基板所預先設定之基準位置的位置關係成為預先設定之關係。
  6. 如申請專利範圍第5項之雷射退火裝置，其中於該光罩所設置之該複數對位記號當中所選擇之一個對位記號的基準位置與該基板所設定之基準位置經對位後的狀態下，該所選擇之對位記號的一對細線係配置為分別對齊於該基板所設置複數圖案中，位在分離於與該基板搬送方向交叉的方向之2個圖案之基板搬送方向的平行中心線。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之雷射退火裝置，其中該光罩係對應於該各罩幕圖案而於該基板側形成有複數微鏡片。
  8. 一種曝光裝置，係進行表面以一定的配列間距設置有陣列狀複數圖案且往一定方向搬送中之基板，與和該基板呈對向配置之光罩的對位，來將紫外線選擇性地照射在該基板上之複數位置處，以使該基板上所塗佈之感光材料曝光，其特徵在於具備有： 光罩台，係保持設置有複數罩幕圖案與複數對位記號之光罩，且可使該光罩往基板搬送方向移動來從該複數對位記號當中選擇一個對位記號，該複數罩幕圖案係以一定的配列間距形成於與該基板之搬送方向呈交叉之方向，來讓紫外線通過；該複數對位記號的構造係具備有一對細線，相對於該複數罩幕圖案於基板搬送方向相互地相距一定距離而配置在與該基板搬送方向呈相反側之位置處，且於該一對細線間所預先設定之基準位置係朝與該基板搬送方向呈交叉之方向相互地偏移預設距離之狀態下所形成，其中該一對細線係具有相等於該基板上所設置之複數圖案之與基板搬送方向呈交叉方向之配列間距的整數倍之間隔，而平行地形成於該基板搬送方向；線型照相機，係配置為細線狀感光部的長邊中心軸對齊於從該光罩的複數對位記號當中所選擇之對位記號之與該基板搬送方向呈交叉方向的中心線；及對位機構，係使該基板與該光罩朝該基板搬送方向的交叉方向相對移動，來使該所選擇之對位記號的基準位置與該基板所預先設定之基準位置的位置關係成為預先設定之關係。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光裝置，其中於該光罩所設置之該複數對位記號當中所選擇之一個對位 記號的基準位置與該基板所設定之基準位置經對位後的狀態下，該所選擇之對位記號的一對細線係配置為分別對齊於該基板所設置複數圖案中，位在分離於與該基板搬送方向交叉的方向之2個圖案之基板搬送方向的平行中心線。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置，其中該光罩係對應於該各罩幕圖案而於該基板側形成有複數微鏡片。
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