CN102947760A - 光掩模和使用它的激光退火装置以及曝光装置 - Google Patents

光掩模和使用它的激光退火装置以及曝光装置 Download PDF

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Abstract

本发明具备：多个掩模图案(2)，其在与基板的搬运方向交叉的方向上以一定的排列间距形成，使光通过；以及多个对准标记(4)，其形成为各具备一对细线(4a、4b)的结构，相对于多个掩模图案2配置在与基板搬运方向相反一侧的位置，在基板搬运方向上相互分开一定距离，并且形成为预先设定在一对细线(4a、4b)间的基准位置在与基板搬运方向交叉的方向上相互偏离预先决定的距离的状态，一对细线(4a、4b)具有与设置在基板上的多个图案的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距的整数倍相等的间隔，与基板搬运方向平行地形成。由此，在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射光的情况下，也会使对移动中的基板的跟随性变得良好。

Description

光掩模和使用它的激光退火装置以及曝光装置
技术领域
本发明涉及跟随在一定方向上搬运的基板而使光选择性地照射到基板上的多个位置的光掩模，详细地说，涉及在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射光的情况下，也会使对移动中的基板的跟随性变得良好的光掩模和使用它的激光退火装置以及曝光装置。
背景技术
现有的这种光掩模具备：多个掩模图案，其在与基板的搬运方向交叉的方向上以一定的排列间距形成，使光通过；以及一个对准标记，其形成为各具备一对细线的结构，形成在相对于多个掩模图案在与基板搬运方向相反的方向上分开一定距离的位置，上述一对细线具有与设置在基板上的多个图案的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距的整数倍相等的间隔，与基板搬运方向平行地形成(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2008-216593号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在这样的现有的光掩模中，对准标记的平行于基板搬运方向的一对细线的间隔与设置在基板上的多个图案的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距的整数倍的大小相等，因此，在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射光的情况下，有时对准标记的上述一对细线与基板上的图案的平行于基板搬运方向的缘部干扰而难以检测，不能够准确地检测出对准标记的基准位置。因此，有如下可能：对光掩模的基板的跟随性能下降，不能够使光精度良好地照射到基板上的目标位置。
因此，本发明的目的在于，针对这样的问题，提供在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射光的情况下，也会使对移动中的基板的跟随性变得良好的光掩模和使用它的激光退火装置以及曝光装置。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，根据第1发明的光掩模使光选择性地照射到在一定方向上搬运的基板上的多个位置，在上述基板的表面上设置有多个图案，该多个图案以一定的排列间距设置为矩阵状，上述光掩模具备：多个掩模图案，其在与上述基板的搬运方向交叉的方向上以一定的排列间距形成，使光通过；以及多个对准标记，其形成为各具备一对细线的结构，相对于上述多个掩模图案配置在与上述基板搬运方向相反一侧的位置，在基板搬运方向上相互分开一定距离，并且形成为预先设定在上述一对细线间的基准位置在与上述基板搬运方向交叉的方向上相互偏离预先决定的距离的状态，上述一对细线具有与设置在上述基板上的多个图案的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距的整数倍相等的间隔，与上述基板搬运方向平行地形成。
根据这样的构成，在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射光的情况下，从在基板搬运方向上相互分开一定距离而配置的多个对准标记中选择适当的一个对准标记，减小对准标记的平行于基板搬运方向的一对细线与设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部的干扰。
另外，在上述多个对准标记中的被选择的一个对准标记的基准位置与设定于上述基板的基准位置已对位的状态下，上述被选择的对准标记的一对细线以与设置于上述基板的像素的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置。由此，在各对准标记中的被选择的一个对准标记的基准位置与设定于基板的基准位置已对位的状态下，将上述被选择的对准标记的一对细线以与设置于基板的像素的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置，进一步减小该一对细线与设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部的干扰。
而且，与上述各掩模图案对应地在上述基板侧形成有多个微透镜。由此，由与各掩模图案对应地在基板侧形成的多个微透镜将光聚敛到基板上。
并且，上述多个掩模图案在基板搬运方向及其交叉方向上以一定的排列间距形成为矩阵状。由此，穿过在基板搬运方向及其交叉方向上以一定的排列间距形成为矩阵状的多个掩模图案而将光照射到基板上的多个位置。
另外，根据第2发明的激光退火装置进行在一定方向上搬运的基板和与该基板相对配置的光掩模的对位来对上述基板上的多个位置选择性地照射激光，对形成于上述基板的薄膜进行退火处理，在上述基板的表面上设置有多个图案，该多个图案以一定的排列间距设置为矩阵状，上述激光退火装置具备：掩模载置台，其保持光掩模，并且能使上述光掩模在基板搬运方向上移动来从多个对准标记中选择一个对准标记，上述光掩模设置有多个掩模图案和上述多个对准标记，上述多个掩模图案在与上述基板的搬运方向交叉的方向上以一定的排列间距形成，使激光通过，上述多个对准标记形成为各具备一对细线的结构，相对于上述多个掩模图案配置在与上述基板搬运方向相反一侧的位置，在基板搬运方向上相互分开一定距离，并且形成为预先设定在上述一对细线间的基准位置在与上述基板搬运方向交叉的方向上相互偏离预先决定的距离的状态，上述一对细线具有与设置在上述基板上的多个图案的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距的整数倍相等的间隔，与上述基板搬运方向平行地形成；线阵相机，其使细线状的受光部的长边方向中心轴与从上述光掩模的多个对准标记中选择的对准标记的在与上述基板搬运方向交叉的方向上的中心线一致而配置；以及对准单元，其以上述被选择的对准标记的基准位置与预先设定于上述基板的基准位置的位置关系成为预先决定的关系的方式，将上述基板与上述光掩模在与上述基板搬运方向交叉的方向上相对地移动。
根据这样的构成，在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射激光来进行退火处理的情况下，将掩模载置台在基板搬运方向上移动来从在基板搬运方向上相互分开一定距离而配置的多个对准标记中选择适当的一个对准标记，由线阵相机对对准标记的平行于基板搬运方向的一对细线与基板上的基准位置进行拍摄，基于该拍摄图像，以上述对准标记的基准位置与基板的基准位置的位置关系成为预先决定的关系的方式，利用对准单元将基板与光掩模在与基板搬运方向交叉的方向上相对地移动。
而且，在设置于上述光掩模的上述多个对准标记中的被选择的一个对准标记的基准位置与设定于上述基板的基准位置已对位的状态下，上述被选择的对准标记的一对细线以与设置于上述基板的像素的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置。由此，在各对准标记中的被选择的一个对准标记的基准位置与设定于基板的基准位置已对位的状态下，将上述被选择的对准标记的一对细线以与设置于基板的像素的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置，进一步减小该一对细线与设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部的干扰。
并且，上述光掩模，与上述各掩模图案对应地在上述基板侧形成有多个微透镜。由此，由与各掩模图案对应地在基板侧形成的多个微透镜将激光聚敛到基板上。
另外，根据第3发明的曝光装置进行在一定方向上搬运的基板和与该基板相对配置的光掩模的对位来对上述基板上的多个位置选择性地照射紫外线，对涂敷在上述基板上的感光材料进行曝光，在上述基板的表面上设置有多个图案，该多个图案以一定的排列间距设置为矩阵状，上述曝光装置具备：掩模载置台，其保持光掩模，并且能使上述光掩模在基板搬运方向上移动来从多个对准标记中选择一个对准标记，上述光掩模设置有多个掩模图案和上述多个对准标记，上述多个掩模图案在与上述基板的搬运方向交叉的方向上以一定的排列间距形成，使紫外线通过，上述多个对准标记形成为各具备一对细线的结构，相对于上述多个掩模图案配置在与上述基板搬运方向相反一侧的位置，在基板搬运方向上相互分开一定距离，并且形成为预先设定在上述一对细线间的基准位置在与上述基板搬运方向交叉的方向上相互偏离预先决定的距离的状态，上述一对细线具有与设置在上述基板上的多个图案的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距的整数倍相等的间隔，与上述基板搬运方向平行地形成；线阵相机，其使细线状的受光部的长边方向中心轴与从上述光掩模的多个对准标记中选择的对准标记的在与上述基板搬运方向交叉的方向上的中心线一致而配置；以及对准单元，其以上述被选择的对准标记的基准位置与预先设定于上述基板的基准位置的位置关系成为预先决定的关系的方式，将上述基板与上述光掩模在与上述基板搬运方向交叉的方向上相对地移动。
根据这样的构成，在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射紫外线来进行曝光的情况下，将掩模载置台在基板搬运方向上移动来从在基板搬运方向上相互分开一定距离而配置的多个对准标记中选择适当的一个对准标记，由线阵相机对对准标记的平行于基板搬运方向的一对细线与基板上的基准位置进行拍摄，基于该拍摄图像，以上述对准标记的基准位置与基板的基准位置的位置关系成为预先决定的关系的方式，利用对准单元将基板与光掩模在与基板搬运方向交叉的方向上相对地移动。
而且，在设置于上述光掩模的上述多个对准标记中的被选择的一个对准标记的基准位置与设定于上述基板的基准位置已对位的状态下，上述被选择的对准标记的一对细线以与设置于上述基板的像素的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置。由此，在各对准标记中的被选择的一个对准标记的基准位置与设定于基板的基准位置已对位的状态下，将上述被选择的对准标记的一对细线以与设置于基板的像素的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置，进一步减小该一对细线与设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部的干扰。
并且，上述光掩模，与上述各掩模图案对应地在上述基板侧形成有多个微透镜。由此，由与各掩模图案对应地在基板侧形成的多个微透镜将紫外线聚敛到基板上。
发明效果
根据权利要求1的发明，在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射光的情况下，也能够通过从多个对准标记中选择适当的一个对准标记，减小该被选择的对准标记的一对细线与设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部的干扰。因此，被选择的对准标记的一对细线的检测变得容易，对准标记的基准位置的算出变得容易。因此，能够使用从多个对准标记中选择的一个对准标记使光掩模良好地跟随移动中的基板。
另外，根据权利要求2的发明，从多个对准标记中选择的对准标记的一对细线位于离设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部最远的上述图案的大致中心位置，因此，能够避免一对细线与上述图案的两个缘部的干扰，使上述一对细线的检测进一步变得容易。
而且，根据权利要求3的发明，能够由微透镜将光聚敛到基板上，能够提高光的利用效率。
并且，根据权利要求4的发明，能够扩大光的照射区域，能够缩短例如激光退火处理工序或者曝光工序的节拍(tact)。
另外，根据权利要求5的发明，在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射激光来进行退火处理的情况下，也能够通过从多个对准标记中选择适当的一个对准标记，减小该被选择的对准标记的一对细线与设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部的干扰。因此，被选择的对准标记的一对细线的检测变得容易，对准标记的基准位置的算出变得容易。因此，能够使用从多个对准标记中选择的一个对准标记使光掩模良好地跟随移动中的基板。
而且，根据权利要求6的发明，从设置于光掩模的多个对准标记中选择的对准标记的一对细线位于离设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部最远的上述图案的大致中心位置，因此，能够避免一对细线与上述图案的两个缘部的干扰，使上述一对细线的检测进一步变得容易。因此，光掩模的基准位置的算出进一步变得容易，能够可靠地进行光掩模与基板的对位，能够使激光精度良好地照射到设定在基板上的目标位置。
并且，根据权利要求7的发明，能够由微透镜将激光聚敛到基板上，能够减小激光源的功率。因此，能够减轻激光源的负担，使光源的寿命变长。
另外，根据权利要求8的发明，在对同种基板的在与基板搬运方向交叉的方向上偏移的位置照射紫外线来进行曝光的情况下，也能够通过从多个对准标记中选择适当的一个对准标记，减小该被选择的对准标记的一对细线与设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部的干扰。因此，被选择的对准标记的一对细线的检测变得容易，对准标记的基准位置的算出变得容易。因此，能够使用从多个对准标记中选择的一个对准标记使光掩模良好地跟随移动中的基板。
而且，根据权利要求9的发明，从设置于光掩模的多个对准标记中选择的对准标记的一对细线位于离设置于基板的图案的平行于基板搬运方向的两个缘部最远的上述图案的大致中心位置，因此，能够避免一对细线与上述图案的两个缘部的干扰，使上述一对细线的检测进一步变得容易。因此，光掩模的基准位置的算出进一步变得容易，能够可靠地进行光掩模与基板的对位，能够使紫外线精度良好地照射到设定在基板上的目标位置。
而且，根据权利要求10的发明，能够由微透镜将紫外线聚敛到基板上，能够减小曝光用光源的功率。因此，能够减轻曝光用光源的负担，使光源的寿命变长。
附图说明
图1是示出根据本发明的光掩模的实施方式的图，(a)是俯视图，(b)是(a)的X-X线截面图。
图2是示出TFT基板的概要构成的俯视图。
图3是示出本发明的激光退火装置的概要构成的部分截面主视图。
图4是示出上述激光退火装置的控制单元的构成的框图。
图5是使用设置于上述TFT基板的引入标记来说明TFT基板与光掩模的事先的对位的俯视图。
图6是说明光掩模对移动中的TFT基板的跟随的俯视图。
图7是示出TFT基板的退火目标位置与光掩模的第1对准标记的位置关系的说明图。
图8是示出TFT基板的其它退火目标位置与光掩模的第2对准标记的位置关系的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式。图1是示出根据本发明的光掩模的实施方式的图，(a)是俯视图，(b)是(a)的X-X线截面图。该光掩模1使光选择性地照射到在一定方向上搬运的基板上的多个位置，上述基板在表面上设置有多个图案，该多个图案以一定的排列间距设置为矩阵状，上述光掩模1具备多个掩模图案2、多个微透镜3以及多个对准标记4。
此外，在此使用的基板是TFT基板8，在该TFT基板8中，如图2所示，将多个图案(以下称为“像素5”)以排列间距P1配置在由箭头A示出的基板搬运方向上，以排列间距P2配置在与基板搬运方向交叉的方向上，沿着各像素5的平行于基板搬运方向的缘部形成例如数据线6，沿着各像素5的与基板搬运方向交叉的缘部形成例如栅极线7。另外，在基板搬运方向开头侧的显示区域外设置有大致十字状的引入标记9，引入标记9的中心位置相对于基板搬运方向开头侧的栅极线7分开距离L1，能够进行光掩模1与TFT基板8的事先的对位。在此，在没有引入标记9时，有如下可能：不能够检测出成为TFT基板8侧的对位的基准的、例如预先决定的特定的数据线6，而错误地检测出其它数据线6，在像素5的与基板搬运方向交叉的方向上偏离同方向的排列间距P2的数个间距的量进行对位。因此，在TFT基板8中设置上述引入标记9，就能进行光掩模1与TFT基板8的事先的对位，容易地进行上述特定的数据线6的检测。
如图1所示，上述多个掩模图案2用于使光选择性地照射到预先设定在TFT基板8上的多个位置(以下称为“光照射目标位置”)，其是在设置于透明基板10的表面的遮光膜11中形成的使光通过的一定形状的开口，以与设置在TFT基板8上的多个像素5的排列间距P1、P2相等的排列间距在基板搬运方向及其交叉方向上形成为矩阵状。在本实施方式中，上述多个掩模图案2由与基板搬运方向交叉的2列掩模图案列2A、2B示出。
如图1(b)所示，在上述透明基板10的里面(TFT基板8侧)设置有多个微透镜3。该多个微透镜3是用于使光聚敛到TFT基板8上的凸透镜，使光轴与各掩模图案2的中心一致而配置。
在相对于上述多个掩模图案2而与由箭头A示出的基板搬运方向相反一侧的位置上形成的第1～第3窥视窗12A、12B、12C内，分别设置有第1、第2以及第3对准标记4A、4B、4C。该第1～第3对准标记4A～4C是用于使光掩模1蜿蜒地跟随移动中的TFT基板8而移动，进行上述多个掩模图案2与TFT基板8上的光照射目标位置的对位的对准标记，在基板搬运方向上相互分开距离L2而配置，并且以第1对准标记4A的与基板搬运方向交叉的中心轴和基板搬运方向开头侧的掩模图案列2A的长边方向中心轴形成距离L3的方式形成。
而且，第1～第3对准标记4A～4C分别形成为在一对细线4a、4b间设置有与基板搬运方向倾斜地交叉的一个细线4c的结构，上述一对细线4a、4b具有与多个像素5的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距P2的整数倍相等的间隔nP2(n为1以上的整数)，与基板搬运方向平行地形成，上述第1～第3对准标记4A～4C形成为如下状态：第2和第3对准标记4B、4C的对准的基准位置(例如一对细线4a、4b间的中点位置)以第1对准标记4A的基准位置为基准，在与基板搬运方向交叉的方向上分开距离D1、D2。
在该情况下，在本发明的光掩模1使用于后述的激光退火装置、曝光装置中时，与基板搬运方向倾斜地交叉的上述一个细线4c用于使光掩模1的对准标记4的与基板搬运方向交叉的中心线准确地对位到为了检测光掩模1的基准位置和TFT基板8的基准位置而设置的线阵相机17(参照图5)的细长状的受光部24的长边方向中心轴。具体地说，基于由线阵相机17拍摄的一维图像来检测对准标记4的上述一对细线4a、4b和倾斜细线4c的位置，运算细线4a、4c间的距离和细线4c、4b间的距离，以两个距离变为相等的方式，通过在基板搬运方向上移动光掩模1来进行光掩模1相对于线阵相机17的对位。
另外，上述倾斜细线4c也能够以与上述同样的方式用于设置于TFT基板8的栅极线7的检测。例如，由线阵相机17对上述栅极线7进行拍摄，运算由对准标记4的三个细线4a～4c分割的栅极线7的部分的大小。并且，只要检测出栅极线7的细线4a、4c间的大小与细线4c、4b间的大小变为相等的时刻，就能够检测出栅极线7与对准标记4的在与基板搬运方向交叉的方向上的中心线一致的瞬间。因此，只要以栅极线7与对准标记4的上述中心线一致的瞬间为基准，测量TFT基板8的移动距离或者移动时间，在该移动距离或者移动时间成为预先决定的一定值时照射激光或者紫外线，就能够准确地使激光或者紫外线照射到TFT基板8上的光照射目标位置。
而且，上述第1～第3对准标记4A～4C的基准位置以与掩模图案2具有一定的位置关系的方式形成。例如，在本实施方式中，如图1所示，第1对准标记4A以其平行于基板搬运方向的中心线与掩模图案列2A、2B中的任意相邻的2个掩模图案2的中点位置一致的方式形成，第2对准标记4B形成为其中心位置相对于第1对准标记4A的中心位置在与基板搬运方向交叉的方向上偏离距离D1＝P2/2的状态。因此，第2对准标记4B的平行于基板搬运方向的中心线与某一个掩模图案2的中心一致。另外，第3对准标记4C形成为其中心位置相对于第1对准标记4A的中心位置在与基板搬运方向交叉的方向上偏离距离D2＝mP2/4(m为奇数)的状态。因此，第3对准标记4C的平行于基板搬运方向的中心线与从某一个掩模图案2的中心起在与基板搬运方向交叉的方向上偏离P2/4的位置一致。
此外，在上述第1～第3对准标记4A～4C中的被选择的对准标记4的基准位置与设定于TFT基板8的基准位置已对位的状态下，上述被选择的对准标记4的一对细线4a、4b分别以与上述像素5的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置。因此，在使用各对准标记4A～4C进行了光掩模1与TFT基板8的对位的状态下，各对准标记4A～4C的上述一对细线4a、4b分别位于从像素5的平行于基板搬运方向的左右的缘部充分地分开的像素5的大致中心线上，因此，与沿着像素5的缘部设置的数据线6不干扰，上述细线4a、4b的检测变得容易。因此，各对准标记4A～4C的基准位置的算出变得容易。
此外，各对准标记4A～4C的基准位置不限于一对细线4a、4b间的中点位置，也可以定为将上述一对细线4a、4b间以一定的比例内分的位置，或者也可以将一对细线4a、4b中的任何一方定为基准位置。
另外，在上述实施方式中，说明了与掩模图案2对应地在TFT基板8侧设置有微透镜3的情况，但本发明不限于此，也可以没有微透镜3。在将本发明的光掩模1用于激光退火的情况下，能够使激光能量聚敛，因此设置有微透镜3时更有效。另外，在用于曝光的情况下，不一定需要微透镜3。但是，在设置有微透镜3时，能够将掩模图案2缩小投影到基板上，能够提高曝光图案的分辨率。
而且，在上述实施方式中，说明了设置有2列掩模图案列2A、2B的情况，但本发明不限于此，掩模图案列可以是1列，也可以设置3列以上。
接着，说明使用了根据本发明的光掩模1的激光退火装置。图3是示出本发明的激光退火装置的概要构成的部分截面主视图。该激光退火装置进行在箭头A方向上搬运的例如TFT基板8和与该TFT基板8相对配置的光掩模1的对位来对TFT基板8上的多个位置选择性地照射激光21，对形成于TFT基板8的非晶硅的薄膜进行退火来实现多晶硅化，上述TFT基板8在表面上设置有多个像素5，该多个像素5以一定的排列间距设置为矩阵状，上述激光退火装置具备搬运单元13、激光源14、耦合光学系统15、掩模载置台16、线阵相机17、对准单元18以及控制单元19而构成。
上述搬运单元13将TFT基板8载置于上表面，例如在如图3所示的箭头A方向上以一定速度搬运，具备气动载置台20，该气动载置台20在上表面具有喷出气体的多个喷出孔和抽吸气体的多个抽吸孔，上述搬运单元13在利用气体的喷出与抽吸的平衡使TFT基板8以一定量浮在气动载置台20上的状态下，利用省略图示的搬运辊把持TFT基板8的两个端缘部来搬运，具备省略图示的位置传感器、速度传感器。
在上述搬运单元13的上方设置有激光源14。该激光源14是以例如50Hz的重复周期发射例如波长为308nm或者353nm的激光21的准分子激光器。
在从上述激光源14发射的激光21的光路上设置有耦合光学系统15。该耦合光学系统15扩大激光21的光束直径，并且使光束在横截面内的强度分布均匀来照射光掩模1，具备例如多个蝇眼透镜、多个聚光透镜而构成。
在上述耦合光学系统15的激光21的前进方向下游侧设置有掩模载置台16。该掩模载置台16保持光掩模1，使光掩模1与TFT基板8接近并相对，在中央部形成开口部22，把持光掩模1的周缘部。并且，利用例如马达等驱动单元23，能够在如图3所示的箭头B、C方向上移动。
与上述掩模载置台16所保持的光掩模1的第1～第3窥视窗12A～12C中的一个窥视窗(在图3中，为第2窥视窗12B)相对而在搬运单元13侧设置有线阵相机17。该线阵相机17从下边透过TFT基板8来对TFT基板8的表面和光掩模1的对准标记4进行拍摄，输出这些一维图像，上述线阵相机17具备将多个受光元件排成一个直线而形成的细长状的受光部24(参照图5)，使该受光部24的长边方向中心轴与上述第1～第3对准标记4A～4C中的被选择的对准标记4(在图3中，示出选择了第2对准标记4B的情况)的在与基板搬运方向交叉的方向上的中心线一致而配置。
另外，与线阵相机17相对，在掩模载置台16的上方设置有照明用光源25，能够对线阵相机17的拍摄位置进行照明。
设置有对准单元18，该对准单元18能在与基板搬运方向交叉的方向上移动上述掩模载置台16。该对准单元18用于进行TFT基板8与光掩模1的对位，包括例如直线马达、电磁致动器、或者轨和马达等。
设置有控制单元19，其与上述搬运单元13、激光源14、掩模载置台16、线阵相机17以及对准单元18连接。该控制单元19根据预先设定在TFT基板8上的多个退火目标位置使光掩模1在基板搬运方向上移动，从第1～第3对准标记4A～4C中选择一个对准标记4，进行该一个对准标记4与预先设定在TFT基板8上的基准位置的对位，然后使激光21照射光掩模1来对基板上的多个退火目标位置进行退火处理，上述控制单元19具备如图4所示的图像处理部26、存储器27、运算部28、搬运单元驱动控制器29、掩模载置台驱动控制器30、对准单元驱动控制器31、激光源驱动控制器32以及控制部33。
在此，图像处理部26对由线阵相机17拍摄的一维图像进行实时处理来检测线阵相机17的细长状的受光部24的长边方向上的亮度变化，检测在TFT基板8的数据线6上设定的基准位置和光掩模1的对准标记4的一对细线4a、4b的位置，并且根据线阵相机17的输出中的基板搬运方向的亮度变化，检测TFT基板8的引入标记9的与基板搬运方向交叉的细线9a(参照图2)。
另外，存储器27存储设定于光掩模1的尺寸L2、L3(参照图1)、设定于TFT基板8的尺寸L1、P1(参照图2)、与第1～第3对准标记4A～4C对应的对准的目标值Ds1、Ds2以及从检测出TFT基板8的引入标记9的与基板搬运方向交叉的细线9a起，到使激光源14点亮为止，TFT基板8移动的距离的目标值Ls，并且暂时存储后述的运算部28的运算结果。此外，上述对准的目标值Ds1是对准标记4的基准位置与基板的引入标记9的中心位置之间的距离的目标值，目标值Ds2是对准标记4的基准位置与设定于基板的基准位置、例如特定的数据线6的中心位置之间的距离的目标值。
而且，运算部28运算由图像处理部26检测出的TFT基板8的基准位置与光掩模1中的被选择的对准标记4的基准位置之间的距离D，并且基于搬运单元13的位置传感器的输出，运算TFT基板8的移动距离L。
并且，搬运单元驱动控制器29以将TFT基板8以预先决定的速度搬运的方式利用一定周期的脉冲控制搬运单元13的驱动。
另外，掩模载置台驱动控制器30用于使掩模载置台16在图3中的箭头B、C方向上移动来从形成于光掩模1的第1～第3对准标记4A～4C中选择一个对准标记4，驱动设置于掩模载置台16的驱动单元23。
而且，对准单元驱动控制器31将由运算部28运算出的TFT基板8的基准位置和光掩模1中的被选择的对准标记4的基准位置之间的距离D与从存储器27读出的对准的目标值Ds1、Ds2比较，以两者一致的方式驱动对准单元18，使光掩模1在与基板搬运方向交叉的方向上移动。
而且，激光源驱动控制器32控制激光源14的点亮和熄灭。并且，控制部33以上述各构成要素恰当地动作的方式综合控制整体。
接着，说明这样构成的激光退火装置的动作。
首先，在控制单元19的存储器27中存储需要的信息，进行初始设定。另外，由控制单元19的掩模载置台驱动控制器30驱动掩模载置台16的驱动单元23，将掩模载置台16在图3所示的箭头B方向上移动距离L2。由此，第1窥视窗12A位于线阵相机17的上方，选择第1对准标记4A。
这时，基于由线阵相机17拍摄的一维图像，由图像处理部26根据线阵相机17的细长状的受光部24的长边方向上的亮度变化检测第1对准标记4A的一对细线4a、4b和倾斜细线4c的位置，由运算部28运算细线4a、4c间的距离和细线4c、4b间的距离，以两个距离变为相等的方式由掩模载置台驱动控制器30对掩模载置台16的向基板搬运方向的移动进行微调整，进行线阵相机17的受光部24的长边方向中心轴与光掩模1的第1对准标记4A的在与基板搬运方向交叉的方向上的中心线的准确的对位。
接着，搬运单元13在将表面形成有非晶硅的薄膜的TFT基板8以图2所示的引入标记9成为在图3中由箭头A示出的基板搬运方向开头侧的方式载置到气动载置台20的上表面的状态下，在箭头A方向上以一定速度开始搬运。
当搬运TFT基板8而上述引入标记9达到形成于光掩模1的第1窥视窗12A的下侧时开始由线阵相机17进行的拍摄，从线阵相机17以一定的时间间隔输出拍摄图像。将该拍摄图像输入到控制单元19的图像处理部26进行图像处理，根据线阵相机17的细长状的受光部24的长边方向上的亮度变化，检测TFT基板8的引入标记9的平行于基板搬运方向的细线9b(参照图2)的位置和第1对准标记4A的一对细线4a、4b的位置。
在运算部28中，基于由图像处理部26检测出的上述引入标记9的细线9b的位置数据与第1对准标记4A的一对细线4a、4b的位置数据，运算上述引入标记9的上述细线9b的平行于基板搬运方向的中心线与第1对准标记4A的基准位置(例如中心位置)之间的距离D，将其与存储器27所存储的对准的目标值Ds1比较。
接着，对准单元驱动控制器31以上述距离D与对准的目标值Ds1一致的方式对对准单元18进行驱动控制来将光掩模1在图5中的箭头E、F方向上移动，事先将TFT基板8与光掩模1对位。
另外，在图像处理部26中，处理由线阵相机17拍摄的一维图像，根据沿着基板搬运方向的亮度变化，检测引入标记9的与基板搬运方向交叉的细线9a。另外，在运算部28中，基于设置于搬运单元13的位置传感器的输出，检测出上述细线9a后运算TFT基板8移动的距离L，将该距离L与存储器27所存储的TFT基板8的移动距离的目标值Ls(在本实施方式中，Ls＝L1+L3)比较，当两者一致而图6所示TFT基板8的多个数据线6和多个栅极线7的交叉部与光掩模1的多个掩模图案2的中心一致时，将激光源14的点亮指令输出到激光源驱动控制器32。
激光源驱动控制器32接收到上述点亮指令时使激光源14点亮一定时间。由此，如图7所示，光掩模1的微透镜3将激光21聚敛到TFT基板8的数据线6和栅极线7的交叉部，对该交叉部的非晶硅膜进行退火处理，进行多晶硅化。
之后，以与上述同样的方式，基于由线阵相机17拍摄的拍摄图像，例如选择与在线阵相机17的受光部24中预先决定的基准位置接近的TFT基板8的数据线6作为特定的数据线6，检测该特定的数据线6的位置和第1对准标记4A的一对细线4a、4b的位置。并且，运算该特定的数据线6的中心线与第1对准标记4A的基准位置(例如中心位置)之间的距离D，以该距离D与存储器27所存储的对准的目标值Ds2一致的方式驱动对准单元18来将光掩模1在图6所示的箭头E、F方向上移动，进行TFT基板8与光掩模1的对位。由此，能够使光掩模1跟随移动中的TFT基板8。
在该情况下，如图7所示，第1对准标记4A的一对细线4a、4b位于TFT基板8的像素5的离平行于基板搬运方向(箭头A方向)的两个缘部最远的平行于箭头A方向的中心线上。因此，上述一对细线4a、4b与沿着像素5的上述缘部设置的数据线6不干扰，能容易地检测。因此，第1对准标记4的基准位置的算出变得容易，能够使光掩模1准确地跟随移动中的TFT基板8。
这样，一边使光掩模1跟随移动中的TFT基板8，一边在TFT基板8每移动2P1(P1为像素5的基板搬运方向的排列间距)时由激光源驱动控制器32使激光源14点亮一定时间。由此，能够对TFT基板8上的全部的退火目标位置34的非晶硅膜进行退火处理来实现多晶硅化。
接着，说明对退火目标位置34不同的其它TFT基板8，使用相同的光掩模1来进行激光退火处理的情况。
在该情况下，在像素5的上述退火目标位置34如图8所示是与平行于的基板搬运方向(箭头A方向)的中心线一致的栅极线7上的位置时，只要将光掩模1在与基板搬运方向(箭头A方向)交叉的方向上向同方向移动像素5的排列间距P2的半间距(P2/2)即可。
然而，在该情况下，如图8所示，第1对准标记4A的一对细线4a、4b与TFT基板8的数据线6干扰，因此不能够由线阵相机17将上述细线4a、4b与数据线6分离来检测。因此，不能够算出第1对准标记4A的基准位置，不能够使光掩模1跟随移动中的TFT基板8。
因此，在这样的情况下，在本发明中，由掩模载置台驱动控制器30对驱动单元23进行驱动来将掩模载置台16在图3所示的箭头C方向上移动距离L2，将由线阵相机17检测的对准标记4从第1对准标记4A切换为第2对准标记4B。在此，第2对准标记4B是使第1对准标记4A在与基板搬运方向(箭头A方向)交叉的方向上偏离D1＝P2/2而设置的，因此，如图8所示，第2对准标记4B的一对细线4a、4b位于像素5的平行于基板搬运方向(箭头A方向)的中心线上，第2对准标记4B的检测变得容易。因此，能够使用第2对准标记4B来使光掩模1跟随移动中的TFT基板8，对退火目标位置34不同的TFT基板8也能够使用相同的光掩模1来位置精度良好地进行退火处理。
而且，在对与上述任意的退火目标位置34均不同的目标位置进行退火处理的情况下，只要与该目标位置对应地选择形成于光掩模1的第3对准标记4C即可。在该情况下，在进行了TFT基板8与光掩模1的对位的状态下，第3对准标记4C的一对细线4a、4b也位于与像素5的平行于基板搬运方向的两个缘部分开的像素5的中途，一对细线4a、4b与数据线6不干扰，第3对准标记4C的检测变得容易，能够使光掩模1跟随移动中的TFT基板8。
此外，在上述实施方式中，说明了基板是TFT基板8的情况，但本发明不限于此，只要是要对基板上的多个位置照射激光21来对表面上覆盖的薄膜进行退火处理的基板即可，可以是任何基板。
另外，在上述实施方式中，说明了将本发明的光掩模1应用于激光退火装置的情况，但不限于激光退火装置，也能够应用于对涂敷在基板上的感光材料进行曝光的曝光装置。在该情况下，只要将上述激光退火装置的激光源14置换为发射紫外线的氙气灯、超高压水银灯、或者包括发射紫外线的激光源的曝光用光源即可。由此，能够根据预先设定在基板上的多个曝光目标位置将光掩模1在基板搬运方向上移动来从多个对准标记4中选择一个对准标记4，进行该一个对准标记4的基准位置与预先设定在基板上的基准位置的对位，然后对光掩模1照射紫外线来曝光基板上的多个曝光目标位置。
在该情况下，将光掩模1的掩模图案列设置多列，在基板搬运方向开头侧的曝光目标位置与光掩模1的多个掩模图案列中的基板搬运方向跟前侧的掩模图案列的各掩模图案2一致时，照射一定时间紫外线，并且，其后只要在基板每移动与掩模图案2的基板搬运方向的排列间距P1相等的距离时，照射一定时间紫外线，就能够对上述曝光目标位置进行多重曝光。因此，能够降低曝光用光源的功率来减轻光源的负担，能够使光源的寿命变长。
并且，在以上的说明中，说明了在进行光掩模1与基板的对位时，将光掩模1侧在与基板搬运方向交叉的方向上移动的情况，但本发明不限于此，也可以移动基板侧，还可以移动光掩模1与基板两者。
附图标记说明
1…光掩模
2…掩模图案
3…微透镜
4…对准标记
4A…第1对准标记
4B…第2对准标记
4C…第3对准标记
4a、4b、4c…对准标记的细线
5…像素(设置于基板的图案)
8…TFT基板(基板)
16…掩模载置台
17…线阵相机
18…对准单元

Claims (10)

1.一种光掩模，
使光选择性地照射到在一定方向上搬运的基板上的多个位置，在上述基板的表面上设置有多个图案，该多个图案以一定的排列间距设置为矩阵状，上述光掩模的特征在于设置有：
多个掩模图案，其在与上述基板的搬运方向交叉的方向上以一定的排列间距形成，使光通过；以及
多个对准标记，其形成为各具备一对细线的结构，相对于上述多个掩模图案配置在与上述基板搬运方向相反一侧的位置，在基板搬运方向上相互分开一定距离，并且形成为预先设定在上述一对细线间的基准位置在与上述基板搬运方向交叉的方向上相互偏离预先决定的距离的状态，上述一对细线具有与设置在上述基板上的多个图案的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距的整数倍相等的间隔，与上述基板搬运方向平行地形成。
2.根据权利要求1所述的光掩模，其特征在于，
在上述多个对准标记中的被选择的一个对准标记的基准位置与设定于上述基板的基准位置已对位的状态下，上述被选择的对准标记的一对细线以与设置于上述基板的像素的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置。
3.根据权利要求1所述的光掩模，其特征在于，
与上述各掩模图案对应地在上述基板侧形成有多个微透镜。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光掩模，其特征在于，
上述多个掩模图案在基板搬运方向及其交叉方向上以一定的排列间距形成为矩阵状。
5.一种激光退火装置，
进行在一定方向上搬运的基板和与该基板相对配置的光掩模的对位来对上述基板上的多个位置选择性地照射激光，对形成于上述基板的薄膜进行退火处理，在上述基板的表面上设置有多个图案，该多个图案以一定的排列间距设置为矩阵状，上述激光退火装置的特征在于具备：
掩模载置台，其保持光掩模，并且能使上述光掩模在基板搬运方向上移动来从多个对准标记中选择一个对准标记，上述光掩模设置有多个掩模图案和上述多个对准标记，上述多个掩模图案在与上述基板的搬运方向交叉的方向上以一定的排列间距形成，使激光通过，上述多个对准标记形成为各具备一对细线的结构，相对于上述多个掩模图案配置在与上述基板搬运方向相反一侧的位置，在基板搬运方向上相互分开一定距离，并且形成为预先设定在上述一对细线间的基准位置在与上述基板搬运方向交叉的方向上相互偏离预先决定的距离的状态，上述一对细线具有与设置在上述基板上的多个图案的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距的整数倍相等的间隔，与上述基板搬运方向平行地形成；
线阵相机，其使细线状的受光部的长边方向中心轴与从上述光掩模的多个对准标记中选择的对准标记的在与上述基板搬运方向交叉的方向上的中心线一致而配置；以及
对准单元，其以上述被选择的对准标记的基准位置与预先设定于上述基板的基准位置的位置关系成为预先决定的关系的方式，将上述基板与上述光掩模在与上述基板搬运方向交叉的方向上相对地移动。
6.根据权利要求5所述的激光退火装置，其特征在于，
在设置于上述光掩模的上述多个对准标记中的被选择的一个对准标记的基准位置与设定于上述基板的基准位置已对位的状态下，上述被选择的对准标记的一对细线以与设置于上述基板的像素的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置。
7.根据权利要求5或6所述的激光退火装置，其特征在于，
上述光掩模，与上述各掩模图案对应地在上述基板侧形成有多个微透镜。
8.一种曝光装置，
进行在一定方向上搬运的基板和与该基板相对配置的光掩模的对位来对上述基板上的多个位置选择性地照射紫外线，对涂敷在上述基板上的感光材料进行曝光，在上述基板的表面上设置有多个图案，该多个图案以一定的排列间距设置为矩阵状，上述曝光装置的特征在于具备：
掩模载置台，其保持光掩模，并且能使上述光掩模在基板搬运方向上移动来从多个对准标记中选择一个对准标记，上述光掩模设置有多个掩模图案和上述多个对准标记，上述多个掩模图案在与上述基板的搬运方向交叉的方向上以一定的排列间距形成，使紫外线通过，上述多个对准标记形成为各具备一对细线的结构，相对于上述多个掩模图案配置在与上述基板搬运方向相反一侧的位置，在基板搬运方向上相互分开一定距离，并且形成为预先设定在上述一对细线间的基准位置在与上述基板搬运方向交叉的方向上相互偏离预先决定的距离的状态，上述一对细线具有与设置在上述基板上的多个图案的在与基板搬运方向交叉的方向上的排列间距的整数倍相等的间隔，与上述基板搬运方向平行地形成；
线阵相机，其使细线状的受光部的长边方向中心轴与从上述光掩模的多个对准标记中选择的对准标记的在与上述基板搬运方向交叉的方向上的中心线一致而配置；以及
对准单元，其以上述被选择的对准标记的基准位置与预先设定于上述基板的基准位置的位置关系成为预先决定的关系的方式，将上述基板与上述光掩模在与上述基板搬运方向交叉的方向上相对地移动。
9.根据权利要求8所述的曝光装置，其特征在于，
在设置于上述光掩模的上述多个对准标记中的被选择的一个对准标记的基准位置与设定于上述基板的基准位置已对位的状态下，上述被选择的对准标记的一对细线以与设置于上述基板的像素的平行于基板搬运方向的中心线大致一致的方式配置。
10.根据权利要求8或9所述的曝光装置，其特征在于，
上述光掩模，与上述各掩模图案对应地在上述基板侧形成有多个微透镜。
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