JP5344766B2 - Photomask, laser annealing apparatus using the same, and exposure apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一定方向に搬送されている基板に追従させて基板上の複数位置に光を選択的に照射させるフォトマスクに関し、詳しくは、同種の基板の基板搬送方向と交差方向にオフセットした位置に光を照射する場合にも、移動中の基板に対する追従性を良好にしようとするフォトマスク及びそれを使用したレーザアニール装置並びに露光装置に係るものである。 The present invention relates to a photomask for selectively irradiating light on a plurality of positions on a substrate by following the substrate being conveyed in a certain direction, and more specifically, a position offset in the direction intersecting the substrate conveyance direction of the same type of substrate. The present invention also relates to a photomask for improving the followability to a moving substrate, a laser annealing apparatus using the same, and an exposure apparatus even when irradiating light.
従来のこの種のフォトマスクは、基板の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成され、光を通過させる複数のマスクパターンと、基板上に設けられた複数のパターンの基板搬送方向と交差方向の配列ピッチの整数倍に等しい間隔を有して基板搬送方向に平行に形成された一対の細線を備えた構造をなし、複数のマスクパターンに対して基板搬送方向と反対方向に一定距離はなれた位置に形成された一つのアライメントマークと、を備えたものとなっていた(例えば、特許文献1参照)。 A conventional photomask of this type is formed at a constant arrangement pitch in a direction intersecting the substrate transport direction, and a plurality of mask patterns that allow light to pass through, and a substrate transport direction of a plurality of patterns provided on the substrate, It has a structure with a pair of fine lines formed in parallel to the substrate transport direction with an interval equal to an integral multiple of the array pitch in the cross direction, and a fixed distance in the direction opposite to the substrate transport direction with respect to multiple mask patterns And one alignment mark formed at a distant position (see, for example, Patent Document 1).
しかし、このような従来のフォトマスクにおいては、アライメントマークの基板搬送方向に平行な一対の細線間隔が基板上に設けられた複数のパターンの基板搬送方向と交差方向の配列ピッチの整数倍の寸法に等しいため、同種の基板の基板搬送方向と交差方向にオフセットした位置に光を照射する場合には、アライメントマークの上記一対の細線が基板上のパターンの基板搬送方向に平行な縁部と干渉して検出することが困難になり、アライメントマークの基準位置を正確に検出することができない場合があった。そのため、フォトマスクの基板に対する追従性能が低下して基板上の目標位置に光を精度よく照射させることができないおそれがあった。 However, in such a conventional photomask, the interval between the pair of fine lines parallel to the substrate conveyance direction of the alignment mark is a dimension that is an integral multiple of the arrangement pitch of the plurality of patterns provided on the substrate in the direction intersecting the substrate conveyance direction. Therefore, when irradiating light to a position offset in the direction crossing the substrate transport direction of the same type of substrate, the pair of fine lines of the alignment mark interferes with the edge of the pattern on the substrate parallel to the substrate transport direction. In some cases, it is difficult to detect the reference position of the alignment mark. For this reason, the follow-up performance of the photomask with respect to the substrate is lowered, and there is a possibility that the target position on the substrate cannot be accurately irradiated with light.
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、同種の基板の基板搬送方向と交差方向にオフセットした位置に光を照射する場合にも、移動中の基板に対する追従性を良好にしようとするフォトマスク及びそれを使用したレーザアニール装置並びに露光装置を提供することを目的とする。 In view of this, the present invention addresses such problems and attempts to improve the followability to a moving substrate even when light is irradiated to a position that is offset in the direction intersecting the substrate transport direction of the same type of substrate. An object of the present invention is to provide a photomask to be used, a laser annealing apparatus using the same, and an exposure apparatus.
上記目的を達成するために、第1の発明によるフォトマスクは、表面に複数のパターンが一定の配列ピッチでマトリクス状に設けられ一定方向に搬送されている基板上の複数位置に光を選択的に照射させるフォトマスクであって、前記基板の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成され、光を通過させる複数のマスクパターンと、前記基板上に設けられた複数のパターンの基板搬送方向と交差方向の配列ピッチの整数倍に等しい間隔を有して前記基板搬送方向に平行に形成された一対の細線を備えた構造をなし、前記複数のマスクパターンに対して前記基板搬送方向と反対側の位置に基板搬送方向に相互に一定距離はなれて配置されると共に、前記一対の細線間に予め設定された基準位置が前記基板搬送方向と交差する方向に予め定められた距離だけ相互にずれた状態に形成された複数のアライメントマークと、を備えたものである。 In order to achieve the above object, the photomask according to the first aspect of the present invention selectively emits light at a plurality of positions on a substrate in which a plurality of patterns are provided in a matrix with a constant arrangement pitch on the surface and conveyed in a fixed direction. A plurality of mask patterns formed at a constant arrangement pitch in a direction intersecting with the substrate transport direction, and a plurality of patterns provided on the substrate. A structure having a pair of fine lines formed in parallel to the substrate transport direction with an interval equal to an integer multiple of the arrangement pitch in the direction intersecting the direction, and the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns A predetermined distance between the pair of thin wires is arranged in advance in a direction intersecting the substrate transport direction at a position opposite to the substrate transport direction at a certain distance from each other. A plurality of alignment marks formed in a state displaced from each other by a distance is because, those having a.
このような構成により、同種の基板の基板搬送方向と交差方向にオフセットした位置に光を照射する場合に、基板搬送方向に相互に一定距離はなれて配置された複数のアライメントマークのうちから適切な一つのアライメントマークを選択し、アライメントマークの基板搬送方向に平行な一対の細線と基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部との干渉を低減する。 With such a configuration, when irradiating light at a position offset in the direction crossing the substrate transport direction of the same type of substrate, an appropriate one of a plurality of alignment marks arranged at a certain distance from each other in the substrate transport direction is used. One alignment mark is selected, and interference between a pair of fine lines parallel to the substrate conveyance direction of the alignment mark and both edges of the pattern provided on the substrate parallel to the substrate conveyance direction is reduced.
また、前記複数のアライメントマークのうち、選択された一つのアライメントマークの基準位置と前記基板に設定された基準位置とが位置合わせされた状態において、前記選択されたアライメントマークの一対の細線は、前記基板に設けられたピクセルの基板搬送方向に平行な中心線に略合致するように配置されている。これにより、各アライメントマークのうち、選択された一つのアライメントマークの基準位置と基板に設定された基準位置とが位置合わせされた状態において、上記選択されたアライメントマークの一対の細線を基板に設けられたピクセルの基板搬送方向に平行な中心線に略合致するように配置して、該一対の細線と基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部との干渉をより低減する。 Further, in a state where the reference position of one alignment mark selected from the plurality of alignment marks and the reference position set on the substrate are aligned, the pair of fine lines of the selected alignment mark is The pixels provided on the substrate are arranged so as to substantially coincide with a center line parallel to the substrate transport direction of the pixels. Thereby, in the state where the reference position of one selected alignment mark and the reference position set on the substrate are aligned with each other, the pair of fine lines of the selected alignment mark is provided on the substrate. The pixel is arranged so as to substantially match the center line parallel to the substrate transport direction of the pixel, and interference between the pair of fine lines and both edges of the pattern provided on the substrate parallel to the substrate transport direction is further reduced. .
さらに、前記各マスクパターンに対応して前記基板側に複数のマイクロレンズを形成した。これにより、各マスクパターンに対応して基板側に形成した複数のマイクロレンズで光を基板上に集光する。 Furthermore, a plurality of microlenses were formed on the substrate side corresponding to the mask patterns. Thereby, light is condensed on the substrate by a plurality of microlenses formed on the substrate side corresponding to each mask pattern.
そして、前記複数のマスクパターンは、基板搬送方向及びその交差方向に一定の配列ピッチでマトリクス状に形成されたものである。これにより、基板搬送方向及びその交差方向に一定の配列ピッチでマトリクス状に形成された複数のマスクパターンを通して光を基板上の複数位置に照射する。 The plurality of mask patterns are formed in a matrix at a constant arrangement pitch in the substrate transport direction and the intersecting direction. Thereby, light is irradiated to a plurality of positions on the substrate through a plurality of mask patterns formed in a matrix at a constant arrangement pitch in the substrate transport direction and the intersecting direction.
また、第2の発明によるレーザアニール装置は、表面に複数のパターンが一定の配列ピッチでマトリクス状に設けられ一定方向に搬送されている基板と、該基板に対向配置されたフォトマスクとの位置合わせをして前記基板上の複数位置にレーザ光を選択的に照射し、前記基板に形成された薄膜をアニール処理するレーザアニール装置であって、前記基板の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成されレーザ光を通過させる複数のマスクパターンと、前記基板上に設けられた複数のパターンの基板搬送方向と交差方向の配列ピッチの整数倍に等しい間隔を有して前記基板搬送方向に平行に形成された一対の細線を備えた構造をなし、前記複数のマスクパターンに対して前記基板搬送方向と反対側の位置に基板搬送方向に相互に一定距離はなれて配置されると共に、前記一対の細線間に予め設定された基準位置が前記基板搬送方向と交差する方向に予め定められた距離だけ相互にずれた状態に形成された複数のアライメントマークと、を設けたフォトマスクを保持すると共に、前記フォトマスクを基板搬送方向に移動させて前記複数のアライメントマークのうちから一つのアライメントマークを選択可能にしたマスクステージと、前記フォトマスクの複数のアライメントマークのうちから選択されたアライメントマークの前記基板搬送方向と交差方向の中心線に細線状の受光部の長手中心軸を合致させて配置されたラインカメラと、前記選択されたアライメントマークの基準位置と前記基板に予め設定された基準位置との位置関係が予め定められた関係となるように前記基板と前記フォトマスクとを前記基板搬送方向と交差方向に相対的に移動するアライメント手段と、を備えたものである。 The laser annealing apparatus according to the second aspect of the present invention is the position of a substrate on which a plurality of patterns are provided in a matrix with a constant arrangement pitch and conveyed in a fixed direction, and a photomask disposed opposite to the substrate. A laser annealing apparatus that selectively irradiates a plurality of positions on the substrate with laser light and anneals the thin film formed on the substrate, and is constant in a direction intersecting the transport direction of the substrate The substrate transport direction having a plurality of mask patterns formed at an array pitch and allowing laser light to pass through, and an interval equal to an integer multiple of the array pitch in the direction intersecting the substrate transport direction of the plurality of patterns provided on the substrate A structure having a pair of thin lines formed in parallel with each other, and fixed to each other in the substrate transport direction at a position opposite to the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns. A plurality of alignment marks which are arranged apart from each other, and are formed so that reference positions preset between the pair of thin wires are shifted from each other by a predetermined distance in a direction intersecting the substrate transport direction; , A mask stage that moves the photomask in the substrate transport direction so that one alignment mark can be selected from the plurality of alignment marks, and a plurality of alignments of the photomask A line camera arranged so that the longitudinal center axis of the thin light-receiving portion coincides with the center line of the alignment mark selected from the marks in the direction crossing the substrate transport direction, and the reference position of the selected alignment mark And the reference position preset on the substrate so that the positional relationship is a predetermined relationship. And alignment means for relatively moving said photomask in the cross direction and the substrate transfer direction is obtained with a.
このような構成により、同種の基板の基板搬送方向と交差方向にオフセットした位置にレーザ光を照射してアニール処理する場合に、マスクステージを基板搬送方向に移動して基板搬送方向に相互に一定距離はなれて配置された複数のアライメントマークのうちから適切な一つのアライメントマークを選択し、ラインカメラでアライメントマークの基板搬送方向に平行な一対の細線と基板上の基準位置とを撮像し、該撮像画像に基づいて上記アライメントマークの基準位置と基板の基準位置との位置関係が予め定められた関係となるようにアライメント手段により基板とフォトマスクとを基板搬送方向と交差方向に相対的に移動する。 With this configuration, when annealing is performed by irradiating a laser beam at a position that is offset in the direction crossing the substrate transport direction of the same type of substrate, the mask stage is moved in the substrate transport direction and is mutually constant in the substrate transport direction. An appropriate alignment mark is selected from a plurality of alignment marks arranged at a distance, and a pair of fine lines parallel to the substrate transport direction of the alignment mark and a reference position on the substrate are imaged with a line camera. The alignment means moves the substrate and the photomask relative to each other in the direction intersecting the substrate transport direction so that the positional relationship between the reference position of the alignment mark and the reference position of the substrate becomes a predetermined relationship based on the captured image. To do.
さらに、前記フォトマスクに設けられた前記複数のアライメントマークのうち、選択された一つのアライメントマークの基準位置と前記基板に設定された基準位置とが位置合わせされた状態において、前記選択されたアライメントマークの一対の細線は、前記基板に設けられたピクセルの基板搬送方向に平行な中心線に略合致するように配置されている。これにより、各アライメントマークのうち、選択された一つのアライメントマークの基準位置と基板に設定された基準位置とが位置合わせされた状態において、上記選択されたアライメントマークの一対の細線を基板に設けられたピクセルの基板搬送方向に平行な中心線に略合致するように配置して、該一対の細線と基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部との干渉をより低減する。 Further, the selected alignment in a state in which the reference position of one selected alignment mark among the plurality of alignment marks provided on the photomask is aligned with the reference position set on the substrate. The pair of fine lines of the mark is arranged so as to substantially match a center line parallel to the substrate transport direction of the pixels provided on the substrate. Thereby, in the state where the reference position of one selected alignment mark and the reference position set on the substrate are aligned with each other, the pair of fine lines of the selected alignment mark is provided on the substrate. The pixel is arranged so as to substantially match the center line parallel to the substrate transport direction of the pixel, and interference between the pair of fine lines and both edges of the pattern provided on the substrate parallel to the substrate transport direction is further reduced. .
そして、前記フォトマスクは、前記各マスクパターンに対応して前記基板側に複数のマイクロレンズを形成したものである。これにより、各マスクパターンに対応して基板側に形成した複数のマイクロレンズでレーザ光を基板上に集光する。 The photomask has a plurality of microlenses formed on the substrate side corresponding to the mask patterns. Thereby, the laser beam is condensed on the substrate by the plurality of microlenses formed on the substrate side corresponding to each mask pattern.
また、第3の発明による露光装置によれば、表面に複数のパターンが一定の配列ピッチでマトリクス状に設けられ、一定方向に搬送されている基板と、該基板に対向配置されたフォトマスクとの位置合わせをして前記基板上の複数位置に紫外線を選択的に照射し、前記基板上に塗布された感光材を露光する露光装置であって、前記基板の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成され紫外線を通過させる複数のマスクパターンと、前記基板上に設けられた複数のパターンの基板搬送方向と交差方向の配列ピッチの整数倍に等しい間隔を有して前記基板搬送方向に平行に形成された一対の細線を備えた構造をなし、前記複数のマスクパターンに対して前記基板搬送方向と反対側の位置に基板搬送方向に相互に一定距離はなれて配置されると共に、前記一対の細線間に予め設定された基準位置が前記基板搬送方向と交差する方向に予め定められた距離だけ相互にずれた状態に形成された複数のアライメントマークと、を設けたフォトマスクを保持すると共に、前記フォトマスクを基板搬送方向に移動させて前記複数のアライメントマークのうちから一つのアライメントマークを選択可能にしたマスクステージと、前記フォトマスクの複数のアライメントマークのうちから選択されたアライメントマークの前記基板搬送方向と交差方向の中心線に細線状の受光部の長手中心軸を合致させて配置されたラインカメラと、前記選択されたアライメントマークの基準位置と前記基板に予め設定された基準位置との位置関係が予め定められた関係となるように前記基板と前記フォトマスクとを前記基板搬送方向と交差方向に相対的に移動するアライメント手段と、を備えたものである。 In addition, according to the exposure apparatus of the third invention, a substrate on which a plurality of patterns are provided in a matrix with a constant arrangement pitch and is transported in a fixed direction, and a photomask disposed opposite to the substrate, Is an exposure apparatus that selectively irradiates a plurality of positions on the substrate with ultraviolet rays and exposes a photosensitive material applied on the substrate, and is constant in a direction intersecting the transport direction of the substrate. A plurality of mask patterns which are formed at an arrangement pitch of the plurality of mask patterns, and the substrate conveyance direction has an interval equal to an integer multiple of the arrangement pitch in the direction intersecting the substrate conveyance direction of the plurality of patterns provided on the substrate. And a pair of fine lines formed in parallel to each other, arranged at a position opposite to the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns and spaced apart from each other in the substrate transport direction. And a plurality of alignment marks formed in such a manner that a predetermined reference position between the pair of fine lines is shifted from each other by a predetermined distance in a direction intersecting the substrate transport direction. And a mask stage that allows the photomask to move in the substrate transport direction to select one alignment mark from the plurality of alignment marks, and is selected from the plurality of alignment marks of the photomask. A line camera arranged so that the longitudinal center axis of the thin light-receiving part coincides with the center line in the direction intersecting the substrate transport direction of the alignment mark, and the reference position of the selected alignment mark and the substrate are preset. The substrate and the photomask so that the positional relationship with the determined reference position is a predetermined relationship The is obtained and a alignment means for relatively moving in the cross direction and the direction of substrate conveyance.
このような構成により、同種の基板の基板搬送方向と交差方向にオフセットした位置に紫外線を照射して露光する場合に、マスクステージを基板搬送方向に移動して基板搬送方向に相互に一定距離はなれて配置された複数のアライメントマークのうちから適切な一つのアライメントマークを選択し、ラインカメラでアライメントマークの基板搬送方向に平行な一対の細線と基板上の基準位置とを撮像し、該撮像画像に基づいて上記アライメントマークの基準位置と基板の基準位置との位置関係が予め定められた関係となるようにアライメント手段により基板とフォトマスクとを基板搬送方向と交差方向に相対的に移動する。 With such a configuration, when exposure is performed by irradiating ultraviolet rays to a position offset in the direction crossing the substrate transport direction of the same type of substrate, the mask stage is moved in the substrate transport direction so that a certain distance can be kept in the substrate transport direction. An appropriate alignment mark is selected from the plurality of alignment marks arranged in a row, and a pair of fine lines parallel to the substrate transport direction of the alignment mark and a reference position on the substrate are imaged with a line camera, and the captured image Based on the above, the alignment means moves the substrate and the photomask relative to each other in the direction intersecting the substrate transport direction so that the positional relationship between the reference position of the alignment mark and the reference position of the substrate becomes a predetermined relationship.
さらに、前記フォトマスクに設けられた前記複数のアライメントマークのうち、選択された一つのアライメントマークの基準位置と前記基板に設定された基準位置とが位置合わせされた状態において、前記選択されたアライメントマークの一対の細線は、前記基板に設けられたピクセルの基板搬送方向に平行な中心線に略合致するように配置されている。これにより、各アライメントマークのうち、選択された一つのアライメントマークの基準位置と基板に設定された基準位置とが位置合わせされた状態において、上記選択されたアライメントマークの一対の細線を基板に設けられたピクセルの基板搬送方向に平行な中心線に略合致するように配置して、該一対の細線と基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部との干渉をより低減する。 Further, the selected alignment in a state in which the reference position of one selected alignment mark among the plurality of alignment marks provided on the photomask is aligned with the reference position set on the substrate. The pair of fine lines of the mark is arranged so as to substantially match a center line parallel to the substrate transport direction of the pixels provided on the substrate. Thereby, in the state where the reference position of one selected alignment mark and the reference position set on the substrate are aligned with each other, the pair of fine lines of the selected alignment mark is provided on the substrate. The pixel is arranged so as to substantially match the center line parallel to the substrate transport direction of the pixel, and interference between the pair of fine lines and both edges of the pattern provided on the substrate parallel to the substrate transport direction is further reduced. .
そして、前記フォトマスクは、前記各マスクパターンに対応して前記基板側に複数のマイクロレンズを形成したものである。これにより、各マスクパターンに対応して基板側に形成した複数のマイクロレンズで紫外線を基板上に集光する。 The photomask has a plurality of microlenses formed on the substrate side corresponding to the mask patterns. Thereby, ultraviolet rays are condensed on the substrate by a plurality of microlenses formed on the substrate side corresponding to each mask pattern.
請求項1に係る発明によれば、同種の基板の基板搬送方向と交差方向にオフセットした位置に光を照射する場合にも、複数のアライメントマークから適切な一つのアライメントマークを選択することによって、該選択されたアライメントマークの一対の細線と基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部との干渉を低減することができる。したがって、選択されたアライメントマークの一対の細線の検出が容易になり、アライメントマークの基準位置の算出が容易になる。それ故、複数のアライメントマークのうちから選択された一つのアライメントマークを使用してフォトマスクを移動中の基板に良好に追従させることができる。
According to the invention according to
また、請求項2に係る発明によれば、複数のアライメントマークのうちから選択されたアライメントマークの一対の細線が、基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部から最も離れた上記パターンの略中心位置に位置するため、一対の細線と上記パターンの両縁部との干渉を避けて上記一対の細線の検出をより容易にすることができる。
According to the invention of
さらに、請求項3に係る発明によれば、光をマイクロレンズにより基板上に集光することができ、光の利用効率を向上することができる。
Furthermore, according to the invention which concerns on
そして、請求項4に係る発明によれば、光の照射領域を拡大することができ、例えばレーザアニール処理工程、又は露光工程のタクトを短縮することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the light irradiation area can be enlarged, and for example, the tact time of the laser annealing process or the exposure process can be shortened.
また、請求項5に係る発明によれば、同種の基板の基板搬送方向と交差方向にオフセットした位置にレーザ光を照射してアニール処理する場合にも、複数のアライメントマークから適切な一つのアライメントマークを選択することによって、該選択されたアライメントマークの一対の細線と基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部との干渉を低減することができる。したがって、選択されたアライメントマークの一対の細線の検出が容易になり、アライメントマークの基準位置の算出が容易になる。それ故、複数のアライメントマークのうちから選択された一つのアライメントマークを使用してフォトマスクを移動中の基板に良好に追従させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, even when annealing is performed by irradiating a laser beam at a position offset in the direction crossing the substrate transport direction of the same type of substrate, an appropriate alignment from a plurality of alignment marks. By selecting the mark, it is possible to reduce interference between the pair of fine lines of the selected alignment mark and both edges of the pattern provided on the substrate parallel to the substrate transport direction. Therefore, detection of a pair of fine lines of the selected alignment mark is facilitated, and calculation of the reference position of the alignment mark is facilitated. Therefore, the photomask can be made to follow the moving substrate satisfactorily using one alignment mark selected from the plurality of alignment marks.
さらに、請求項6に係る発明によれば、フォトマスクに設けられた複数のアライメントマークのうちから選択されたアライメントマークの一対の細線が、基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部から最も離れた上記パターンの略中心位置に位置するため、一対の細線と上記パターンの両縁部との干渉を避けて上記一対の細線の検出をより容易にすることができる。したがって、フォトマスクの基準位置の算出がより容易になり、フォトマスクと基板との位置合わせを確実に行なうことができ、レーザ光を基板上に設定された目標位置に精度よく照射させることができる。
Furthermore, according to the invention of
そして、請求項7に係る発明によれば、レーザ光をマイクロレンズにより基板上に集光することができ、レーザ光源のパワーを低減することができる。したがって、レーザ光源の負担を軽減して光源の寿命を長くすることができる。
And according to the
また、請求項8に係る発明によれば、同種の基板の基板搬送方向と交差方向にオフセットした位置に紫外線を照射して露光する場合にも、複数のアライメントマークから適切な一つのアライメントマークを選択することによって、該選択されたアライメントマークの一対の細線と基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部との干渉を低減することができる。したがって、選択されたアライメントマークの一対の細線の検出が容易になり、アライメントマークの基準位置の算出が容易になる。それ故、複数のアライメントマークのうちから選択された一つのアライメントマークを使用してフォトマスクを移動中の基板に良好に追従させることができる。
Further, according to the invention according to
さらに、請求項9に係る発明によれば、フォトマスクに設けられた複数のアライメントマークのうちから選択されたアライメントマークの一対の細線が、基板に設けられたパターンの基板搬送方向に平行な両縁部から最も離れた上記パターンの略中心位置に位置するため、一対の細線と上記パターンの両縁部との干渉を避けて上記一対の細線の検出をより容易にすることができる。したがって、フォトマスクの基準位置の算出がより容易になり、フォトマスクと基板との位置合わせを確実に行なうことができ、紫外線を基板上に設定された目標位置に精度よく照射させることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the pair of fine lines of the alignment mark selected from the plurality of alignment marks provided on the photomask are both parallel to the substrate transport direction of the pattern provided on the substrate. Since it is located at the substantially center position of the pattern farthest from the edge portion, it is possible to avoid the interference between the pair of fine lines and both edges of the pattern, and to detect the pair of fine lines more easily. Therefore, the calculation of the reference position of the photomask becomes easier, the alignment between the photomask and the substrate can be reliably performed, and the target position set on the substrate can be accurately irradiated.
さらに、請求項10に係る発明によれば、紫外線をマイクロレンズにより基板上に集光することができ、露光用光源のパワーを低減することができる。したがって、露光用光源の負担を軽減して光源の寿命を長くすることができる。
Furthermore, according to the invention which concerns on
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。図1は本発明によるフォトマスクの実施形態を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のX−X線断面図である。このフォトマスク1は、表面に複数のパターンが一定の配列ピッチでマトリクス状に設けられ一定方向に搬送されている基板上の複数位置に光を選択的に照射させるもので、複数のマスクパターン2と、複数のマイクロレンズ3と、複数のアライメントマーク4と、を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1A and 1B are views showing an embodiment of a photomask according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX of FIG. The
なお、ここで使用する基板は、複数のパターン(以下「ピクセル5」という)を、図2に示すように矢印Aで示す基板搬送方向に配列ピッチP1で配置し、基板搬送方向と交差方向に配列ピッチP2で配置したものであり、各ピクセル5の基板搬送方向に平行な縁部に沿って例えばデータ線6を形成し、各ピクセル5の基板搬送方向と交差する縁部に沿って例えばゲート線7を形成したTFT基板8である。また、基板搬送方向先頭側の表示領域外には、基板搬送方向先頭側のゲート線7に対して中心位置が距離L1だけ離れて、略十字状の引込みマーク9が設けられており、フォトマスク1とTFT基板8との事前の位置合わせをすることができるようになっている。ここで、引込みマーク9が無いときには、TFT基板8側の位置合わせの基準となる、例えば予め定められた特定のデータ線6を検出することができず、別のデータ線6を誤って検出してピクセル5の基板搬送方向と交差方向に同方向の配列ピッチP2の数ピッチ分だけずれて位置合わせされてしまうおそれがある。そこで、TFT基板8に上記引込みマーク9を設けてフォトマスク1とTFT基板8との事前の位置合わせを可能にし、上記特定のデータ線6の検出を容易にしている。
Here, the substrate to be used in a plurality of patterns (hereinafter referred to as "
上記複数のマスクパターン2は、図1に示すように、TFT基板8上に予め設定された複数位置(以下「光照射目標位置」という)に光を選択的に照射させるためのもので、透明基板10の表面に設けられた遮光膜11に形成された光を通過させる一定形状の開口であり、TFT基板8上に設けられた複数のピクセル5の配列ピッチP1,P2に等しい配列ピッチで基板搬送方向及びその交差方向にマトリクス状に形成されている。本実施形態においては、上記複数のマスクパターン2は、基板搬送方向に交差した2列のマスクパターン列2A,2Bで示されている。
As shown in FIG. 1, the plurality of
上記透明基板10の裏面(TFT基板8側)には、図1(b)に示すように、複数のマイクロレンズ3が設けられている。この複数のマイクロレンズ3は、TFT基板8上に光を集光させるための凸レンズであり、各マスクパターン2の中心に光軸を合致させて配置されている。
On the back surface (
上記複数のマスクパターン2に対して矢印Aで示す基板搬送方向と反対側の位置に形成された第1〜第3の覗き窓12A,12B,12C内には、夫々第1、第2及び第3のアライメントマーク4A,4B,4Cが設けられている。この第1〜第3のアライメントマーク4A〜4Cは、フォトマスク1を蛇行しながら移動中のTFT基板8に追従させて移動させ、上記複数のマスクパターン2とTFT基板8上の光照射目標位置との位置合わせをするためのものであり、基板搬送方向に相互に距離L2だけ離れて配置されると共に、第1のアライメントマーク4Aの基板搬送方向に交差する中心軸と基板搬送方向先頭側のマスクパターン列2Aの長手中心軸とが距離L3を成すように形成されている。
In the first to
さらに、第1〜第3のアライメントマーク4A〜4Cは、夫々、複数のピクセル5の基板搬送方向と交差方向の配列ピッチP2の整数倍に等しい間隔nP2(nは1以上の整数)を有して基板搬送方向に平行に形成された一対の細線4a,4b間に基板搬送方向と斜めに交差する一本の細線4cを設けた構造をなし、第2及び第3のアライメントマーク4B,4Cのアライメントの基準位置(例えば一対の細線4a,4b間の中点位置)が第1のアライメントマーク4Aの基準位置を基準にして基板搬送方向と交差する方向に距離D1,D2だけずれた状態に形成されている。
Further, each of the first to third alignment marks 4A to 4C has an interval nP 2 (n is an integer of 1 or more) equal to an integral multiple of the array pitch P 2 in the direction intersecting the substrate transport direction of the plurality of
この場合、基板搬送方向と斜めに交差する上記一本の細線4cは、本発明のフォトマスク1が後述のレーザアニール装置や露光装置において使用された際に、フォトマスク1の基準位置及びTFT基板8の基準位置を検出するために設けられたラインカメラ17(図5参照)の細長状の受光部24の長手中心軸に、フォトマスク1のアライメントマーク4の基板搬送方向と交差する中心線を正確に位置合わせするために使用される。具体的には、ラインカメラ17により撮像された一次元画像に基づいてアライメントマーク4の上記一対の細線4a,4b及び斜め細線4cの位置を検出し、細線4a,4c間の距離及び細線4c,4b間の距離を演算し、両距離が等しくなるようにフォトマスク1を基板搬送方向に移動することによりラインカメラ17に対してフォトマスク1の位置合わせがなされる。
In this case, the single
また、上記斜め細線4cは、上述と同様にしてTFT基板8に設けられたゲート線7の検出にも使用することができる。例えば、ラインカメラ17により上記ゲート線7を撮像し、アライメントマーク4の三本の細線4a〜4cにより分断されたゲート線7の部分の寸法を演算する。そして、ゲート線7の細線4a,4c間の寸法と細線4c,4b間の寸法が等しくなったときを検出すれば、ゲート線7がアライメントマーク4の基板搬送方向と交差方向の中心線に合致した瞬間を検出することができる。したがって、ゲート線7がアライメントマーク4の上記中心線に合致した瞬間を基準にしてTFT基板8の移動距離又は移動時間を計測し、該移動距離又は移動時間が予め定められた一定値となったときにレーザ光又は紫外線を照射すれば、TFT基板8上の光照射目標位置に正確にレーザ光又は紫外線を照射させることができる。
Further, the oblique
さらに、上記第1〜第3のアライメントマーク4A〜4Cの基準位置は、マスクパターン2と一定の位置関係を有するように形成されている。例えば、本実施形態においては、図1に示すように、第1のアライメントマーク4Aは、その基板搬送方向に平行な中心線がマスクパターン列2A,2Bのいずれか隣接する2つのマスクパターン2の中点位置に合致するように形成され、第2のアライメントマーク4Bは、その中心位置が第1のアライメントマーク4Aの中心位置に対して基板搬送方向と交差する方向に距離D1=P2/2だけずれた状態に形成されている。したがって、第2のアライメントマーク4Bの基板搬送方向に平行な中心線は、いずれかのマスクパターン2の中心に合致することになる。また、第3のアライメントマーク4Cは、その中心位置が第1のアライメントマーク4Aの中心位置に対して基板搬送方向と交差する方向に距離D2=mP2/4(mは奇数)だけずれた状態に形成されている。したがって、第3のアライメントマーク4Cの基板搬送方向に平行な中心線は、いずれかのマスクパターン2の中心から基板搬送方向と交差方向にP2/4だけずれた位置に合致することになる。
Further, the reference positions of the first to third alignment marks 4A to 4C are formed so as to have a certain positional relationship with the
さらにまた、上記第1〜第3のアライメントマーク4A〜4Cのうち、選択されたアライメントマーク4の基準位置とTFT基板8に設定された基準位置とが位置合わせされた状態において、上記選択されたアライメントマーク4の一対の細線4a,4bは、夫々上記ピクセル5の基板搬送方向と平行な中心線に略合致するように配置されている。したがって、各アライメントマーク4A〜4Cを使用してフォトマスク1とTFT基板8との位置合わせが成された状態において、各アライメントマーク4A〜4Cの上記一対の細線4a,4bは、夫々、ピクセル5の基板搬送方向に平行な左右の縁部から十分に離れたピクセル5の略中心線上に位置することになるため、ピクセル5の縁部に沿って設けられたデータ線6と干渉せず、上記細線4a,4bの検出が容易になる。それ故、各アライメントマーク4A〜4Cの基準位置の算出が容易になる。
Furthermore, among the first to third alignment marks 4A to 4C, the selected position is selected in a state where the reference position of the selected alignment mark 4 and the reference position set on the
なお、各アライメントマーク4A〜4Cの基準位置は、一対の細線4a,4b間の中点位置に限られず、上記一対の細線4a,4b間を一定の割合で内分する位置に定めてもよく、または一対の細線4a,4bのいずれか一方を基準位置として定めてもよい。
The reference position of each of the alignment marks 4A to 4C is not limited to the midpoint position between the pair of
また、上記実施形態においては、マスクパターン2に対応させてTFT基板8側にマイクロレンズ3を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、マイクロレンズ3はなくてもよい。本発明のフォトマスク1をレーザアニール用として使用する場合には、レーザエネルギーを集光できることからマイクロレンズ3を設けた方が効果的である。また、露光用として使用する場合には、マイクロレンズ3は必ずしも必要とされない。しかし、マイクロレンズ3を設けたときには、基板上にマスクパターン2を縮小投映することができ、露光パターンの分解能を向上することができる。
In the above embodiment, the case where the
さらに、上記実施形態においては、2列のマスクパターン列2A,2Bを設けた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、マスクパターン列は、1列であっても3列以上設けてもよい。
Furthermore, although the case where the two
次に、本発明によるフォトマスク1を使用したレーザアニール装置について説明する。図3は、本発明のレーザアニール装置の概略構成を示す一部断面正面図である。このレーザアニール装置は、表面に複数のピクセル5が一定の配列ピッチでマトリクス状に設けられ矢印A方向に搬送されている例えばTFT基板8と、該TFT基板8に対向配置されたフォトマスク1との位置合わせをしてTFT基板8上の複数位置にレーザ光21を選択的に照射し、TFT基板8に形成されたアモルファスシリコンの薄膜をアニールしてポリシリコン化するもので、搬送手段13と、レーザ光源14と、カップリング光学系15と、マスクステージ16と、ラインカメラ17と、アライメント手段18と、制御手段19と、を備えて構成されている。
Next, a laser annealing apparatus using the
上記搬送手段13は、上面にTFT基板8を載置して、例えば図3に示す矢印A方向に一定速度で搬送するものであり、上面に気体を噴出する多数の噴出孔と気体を吸引する多数の吸引孔とを有したエアステージ20を備え、気体の噴出と吸引とのバランスによりTFT基板8をエアステージ20上に一定量だけ浮かせた状態で、図示省略の搬送ローラによりTFT基板8の両端縁部を把持して搬送するようになっており、図示省略の位置センサーや速度センサーを備えている。
The transfer means 13 has the
上記搬送手段13の上方には、レーザ光源14が設けられている。このレーザ光源14は、例えば波長が308nm又は353nmのレーザ光21を例えば50Hzの繰り返し周期で放射するエキシマレーザである。
A
上記レーザ光源14から放射されるレーザ光21の光路上には、カップリング光学系15が設けられている。このカップリング光学系15は、レーザ光21の光束径を拡張すると共に、光束の横断面内の強度分布を均一にしてフォトマスク1に照射させるものであり、例えば複数のフライアイレンズや複数のコンデンサレンズを備えて構成されている。
A coupling
上記カップリング光学系15のレーザ光21の進行方向下流側には、マスクステージ16が設けられている。このマスクステージ16は、TFT基板8に対して近接対向させてフォトマスク1を保持するものであり、中央部に開口部22を形成し、フォトマスク1の周縁部を把持するようになっている。そして、例えばモータ等の駆動手段23によって、図3に示す矢印B,C方向に移動できるようになっている。
A
上記マスクステージ16に保持されたフォトマスク1の第1〜第3の覗き窓12A〜12Cのうち、一つの覗き窓(図3においては、第2の覗き窓12B)に対向させて搬送手段13側には、ラインカメラ17が設けられている。このラインカメラ17は、TFT基板8を下から透かしてその表面及びフォトマスク1のアライメントマーク4を撮像し、それらの一次元画像を出力するものであり、複数の受光素子を一直線状に並べて形成した細長状の受光部24(図5参照)を備え、該受光部24の長手中心軸を上記第1〜第3のアライメントマーク4A〜4Cのうちから選択されたアライメントマーク4(図3においては、第2のアライメントマーク4Bを選択した場合で示す)の基板搬送方向と交差方向の中心線に合致させて配置されている。
また、ラインカメラ17に対向してマスクステージ16の上方には、照明用光源25が設けられており、ラインカメラ17の撮像位置を照明できるようになっている。
Of the first to
An
上記マスクステージ16を基板搬送方向と交差方向に移動可能にアライメント手段18が設けられている。このアライメント手段18は、TFT基板8とフォトマスク1との位置合わせをするためのものであり、例えばリニアモータ、電磁アクチュエータ、又はレール及びモータ等により構成されている。
An alignment means 18 is provided so that the
上記搬送手段13、レーザ光源14、マスクステージ16、ラインカメラ17、及びアライメント手段18に結線して制御手段19が設けられている。この制御手段19は、TFT基板8上に予め設定された複数のアニール目標位置に応じてフォトマスク1を基板搬送方向に移動させ、第1〜第3のアライメントマーク4A〜4Cのうちから一のアライメントマーク4を選択させ、該一のアライメントマーク4とTFT基板8上に予め設定された基準位置との位置合わせをさせた後、フォトマスク1にレーザ光21を照射させて基板上の複数のアニール目標位置をアニール処理させるものであり、図4に示すように画像処理部26と、メモリ27と、演算部28と、搬送手段駆動コントローラ29と、マスクステージ駆動コントローラ30と、アライメント手段駆動コントローラ31と、レーザ光源駆動コントローラ32と、制御部33と、を備えている。
A
ここで、画像処理部26は、ラインカメラ17により撮像された一次元画像をリアルタイム処理してラインカメラ17の細長状の受光部24の長手方向における輝度変化を検出して、TFT基板8のデータ線6に設定された基準位置及びフォトマスク1のアライメントマーク4の一対の細線4a,4bの位置を検出すると共に、ラインカメラ17の出力における基板搬送方向の輝度変化からTFT基板8の引込みマーク9の基板搬送方向に交差する細線9a(図2参照)を検出するものである。
Here, the
また、メモリ27は、フォトマスク1に設定されたディメンションL2,L3(図1参照)、TFT基板8に設定されたディメンションL1,P1(図2参照)、第1〜第3のアライメントマーク4A〜4Cに対応したアライメントの目標値Ds1,Ds2、及びTFT基板8の引込みマーク9の基板搬送方向に交差する細線9aが検出されてからレーザ光源14を点灯させるまでにTFT基板8が移動する距離の目標値Lsを記憶すると共に、後述の演算部28における演算結果を一時的に記憶するものである。なお、上記アライメントの目標値Ds1は、アライメントマーク4の基準位置と基板の引込みマーク9の中心位置との間の距離の目標値であり、目標値Ds2は、アライメントマーク4の基準位置と、基板に設定された基準位置、例えば特定のデータ線6の基板搬送方向に向かって右側縁部との間の距離の目標値である。
Further, the
さらに、演算部28は、画像処理部26で検出されたTFT基板8の基準位置とフォトマスク1における選択されたアライメントマーク4の基準位置との間の距離Dを演算すると共に、搬送手段13の位置センサーの出力に基づいてTFT基板8の移動距離Lを演算するものである。
Further, the
そして、搬送手段駆動コントローラ29は、TFT基板8が予め定められた速度で搬送されるように一定周期のパルスにより搬送手段13の駆動を制御するものである。
The transfer means
また、マスクステージ駆動コントローラ30は、マスクステージ16を図3において矢印B,C方向に移動させてフォトマスク1に形成された第1〜第3のアライメントマーク4A〜4Cのうちから一つのアライメントマーク4を選択させるためのものであり、マスクステージ16に設けられた駆動手段23を駆動させるようになっている。
Further, the mask
さらに、アライメント手段駆動コントローラ31は、演算部28で演算されたTFT基板8の基準位置とフォトマスク1における選択されたアライメントマーク4の基準位置との間の距離Dとメモリ27から読み出したアライメントの目標値Ds1,Ds2と比較し、両者が合致するようにアライメント手段18を駆動してフォトマスク1を基板搬送方向と交差する方向に移動させるものである。
Further, the alignment means
さらに、レーザ光源駆動コントローラ32は、レーザ光源14の点灯及び消灯を制御するものである。そして、制御部33は、上記各構成要素が適切に動作するように全体を統合して制御するものである。
Further, the laser light
次に、このように構成されたレーザアニール装置の動作について説明する。
先ず、制御手段19のメモリ27に必要な情報が記憶されて初期設定がなされる。また、マスクステージ16の駆動手段23が制御手段19のマスクステージ駆動コントローラ30によって駆動され、マスクステージ16が図3に示す矢印B方向に距離L2だけ移動される。これにより、第1の覗き窓12Aがラインカメラ17の上方に位置付けられて第1のアライメントマーク4Aが選択される。
Next, the operation of the laser annealing apparatus configured as described above will be described.
First, necessary information is stored in the
このとき、ラインカメラ17により撮像された一次元画像に基づいて画像処理部26でラインカメラ17の細長状の受光部24の長手方向における輝度変化から第1のアライメントマーク4Aの一対の細線4a,4b及び斜め細線4cの位置を検出し、演算部28で細線4a,4c間の距離及び細線4c,4b間の距離を演算し、両距離が等しくなるようにマスクステージ駆動コントローラ30によりマスクステージ16の基板搬送方向への移動を微調整し、ラインカメラ17の受光部24の長手中心軸とフォトマスク1の第1のアライメントマーク4Aの基板搬送方向と交差方向の中心線との正確な位置合わせを行う。
At this time, based on the one-dimensional image picked up by the
次に、搬送手段13は、表面にアモルファスシリコンの薄膜を形成したTFT基板8を図2に示す引込みマーク9が図3に矢印Aで示す基板搬送方向先頭側となるようにエアステージ20の上面に載置させた状態で矢印A方向に一定速度で搬送を開始する。
Next, the conveying
TFT基板8が搬送されて、上記引込みマーク9がフォトマスク1に形成された第1の覗き窓12Aの下側に達するとラインカメラ17による撮影が開始され、ラインカメラ17から一定の時間間隔で撮像画像が出力される。この撮像画像は、制御手段19の画像処理部26に入力されて画像処理され、ラインカメラ17の細長状の受光部24の長手方向における輝度変化からTFT基板8の引込みマーク9の基板搬送方向に平行な細線9b(図2参照)の位置、及び第1のアライメントマーク4Aの一対の細線4a,4bの位置が検出される。
When the
演算部28においては、画像処理部26で検出された上記引込みマーク9の細線9bの位置データと、第1のアライメントマーク4Aの一対の細線4a,4bの位置データとに基づいて上記引込みマーク9の上記細線9bの基板搬送方向に平行な中心線と第1のアライメントマーク4Aの基準位置(例えば中心位置)との間の距離Dを演算し、メモリ27に記憶されたアライメントの目標値Ds1と比較する。
In the
次に、アライメント手段駆動コントローラ31は、上記距離Dとアライメントの目標値Ds1とが合致するようにアライメント手段18を駆動制御してフォトマスク1を図5において矢印E,F方向に移動し、TFT基板8とフォトマスク1とを事前に位置合わせする。
Next, the alignment means
また、画像処理部26においては、ラインカメラ17により撮像された一次元画像を処理し、基板搬送方向に沿った輝度変化から引込みマーク9の基板搬送方向と交差する細線9aを検出する。また、演算部28においては、搬送手段13に設けられた位置センサーの出力に基づいて上記細線9aを検出してからTFT基板8が移動する距離Lを演算し、該距離Lとメモリ27に記憶されたTFT基板8の移動距離の目標値Ls(本実施形態においては、Ls=L1+L3)と比較し、両者が合致して図6に示すようにTFT基板8の複数のデータ線6と複数のゲート線7との交差部がフォトマスク1の複数のマスクパターン2の中心と合致すると、レーザ光源14の点灯指令をレーザ光源駆動コントローラ32に出力する。
The
レーザ光源駆動コントローラ32は、上記点灯指令を受けるとレーザ光源14を一定時間点灯させる。これにより、図7に示すようにフォトマスク1のマイクロレンズ3によりレーザ光21がTFT基板8のデータ線6とゲート線7との交差部に集光され、当該交差部のアモルファスシリコン膜がアニール処理され、ポリシリコン化される。
Upon receiving the lighting command, the laser light
以後、上述と同様にしてラインカメラ17で撮像される撮像画像に基づいて、例えばラインカメラ17の受光部24に予め定められた基準位置に近接したTFT基板8のデータ線6が特定のデータ線6として選択され、該特定のデータ線6の位置及び第1のアライメントマーク4Aの一対の細線4a,4bの位置が検出される。そして、該特定のデータ線6の中心線と第1のアライメントマーク4Aの基準位置(例えば中心位置)との間の距離Dを演算し、該距離Dがメモリ27に記憶されたアライメントの目標値Ds2と合致するようにアライメント手段18を駆動してフォトマスク1を図6に示す矢印E,F方向に移動し、TFT基板8とフォトマスク1との位置合わせをする。これにより、移動中のTFT基板8に対してフォトマスク1を追従させることができる。
Thereafter, based on the captured image captured by the
この場合、図7に示すように、第1のアライメントマーク4Aの一対の細線4a,4bは、TFT基板8のピクセル5の基板搬送方向(矢印A方向)に平行な両縁部から最も離れた矢印A方向に平行な中心線上に位置する。したがって、上記一対の細線4a,4bは、ピクセル5の上記縁部に沿って設けられたデータ線6と干渉せず、容易に検出することが可能となる。それ故、第1のアライメントマーク4の基準位置の算出が容易になり、フォトマスク1を移動中のTFT基板8に正確に追従させることができる。
In this case, as shown in FIG. 7, the pair of
このようにして、フォトマスク1を移動中のTFT基板8に追従させながら、TFT基板8が2P1(P1はピクセル5の基板搬送方向の配列ピッチ)だけ移動する毎にレーザ光源駆動コントローラ32によりレーザ光源14を一定時間点灯させる。これにより、TFT基板8上の全てのアニール目標位置34のアモルファスシリコン膜をアニール処理してポリシリコン化することができる。
In this way, each time the
次に、アニール目標位置34の異なる別のTFT基板8に対して、同一のフォトマスク1を使用してレーザアニール処理を行う場合について説明する。
この場合、ピクセル5の上記アニール目標位置34が、図8に示すように基板搬送方向(矢印A方向)に平行な中心線に合致するゲート線7上の位置であるときには、フォトマスク1を基板搬送方向(矢印A方向)と交差方向に同方向へのピクセル5の配列ピッチP2の半ピッチ(P2/2)だけ移動してやればよい。
Next, a case where laser annealing processing is performed on another
In this case, when the
しかしながら、この場合、図8に示すように第1のアライメントマーク4Aの一対の細線4a,4bがTFT基板8のデータ線6と干渉してしまうために、ラインカメラ17で上記細線4a,4bをデータ線6と分離して検出することができない。したがって、第1のアライメントマーク4Aの基準位置を算出することができず、フォトマスク1を移動中のTFT基板8に追従させることができない。
However, in this case, as shown in FIG. 8, the pair of
そこで、このような場合、本発明においては、マスクステージ駆動コントローラ30により駆動手段23を駆動してマスクステージ16を図3に示す矢印C方向に距離L2だけ移動し、ラインカメラ17により検出するアライメントマーク4を第1のアライメントマーク4Aから第2のアライメントマーク4Bに切り替える。ここで、第2のアライメントマーク4Bは、第1のアライメントマーク4Aを基板搬送方向(矢印A方向)と交差方向にD1=P2/2だけずらして設けたものであるので、第2のアライメントマーク4Bの一対の細線4a,4bは、図8に示すようにピクセル5の基板搬送方向(矢印A方向)に平行な中心線上に位置することになり、第2のアライメントマーク4Bの検出が容易となる。したがって、第2のアライメントマーク4Bを使用してフォトマスク1を移動中のTFT基板8に追従させることができ、同一のフォトマスク1を使用してアニール目標位置34の異なるTFT基板8に対しても位置精度よくアニール処理を行なうことができる。
Therefore, in such a case, in the present invention, the
さらに、上記いずれのアニール目標位置34とも異なる目標位置をアニール処理する場合には、該目標位置に対応させてフォトマスク1に形成された第3のアライメントマーク4Cを選択すればよい。この場合も、TFT基板8とフォトマスク1との位置合わせがされた状態において、第3のアライメントマーク4Cの一対の細線4a,4bがピクセル5の基板搬送方向に平行な両縁部から離れたピクセル5の中程に位置するため、一対の細線4a,4bとデータ線6とが干渉せず、第3のアライメントマーク4Cの検出が容易になり、フォトマスク1を移動中のTFT基板8に追従させることができる。
Further, when annealing a target position different from any of the above annealing target positions 34, the
なお、上記実施形態においては、基板がTFT基板8である場合について説明したが、本発明はこれに限られず、基板は、基板上の複数位置にレーザ光21を照射して表面に被着された薄膜をアニール処理しようとするものであれば如何なるものであってもよい。
In the above embodiment, the case where the substrate is the
また、上記実施形態においては、本発明のフォトマスク1をレーザアニール装置に適用した場合について説明したが、レーザアニール装置に限られず、基板上に塗布された感光材を露光する露光装置にも適用することができる。この場合、上記レーザアニール装置のレーザ光源14を紫外線を放射するキセノンランプ、超高圧水銀ランプ、又は紫外線放射のレーザ光源からなる露光用光源に置き換えるとよい。これにより、基板上に予め設定された複数の露光目標位置に応じてフォトマスク1を基板搬送方向に移動して複数のアライメントマーク4のうちから一のアライメントマーク4を選択し、該一のアライメントマーク4の基準位置と基板上に予め設定された基準位置との位置合わせをした後、フォトマスク1に紫外線を照射して基板上の複数の露光目標位置を露光することができる。
In the above-described embodiment, the case where the
この場合、フォトマスク1のマスクパターン列を複数列設け、基板搬送方向先頭側の露光目標位置がフォトマスク1の複数のマスクパターン列のうち、基板搬送方向手前側のマスクパターン列の各マスクパターン2に合致したときに紫外線を一定時間照射すると共に、その後、基板がマスクパターン2の基板搬送方向の配列ピッチP1に等しい距離だけ移動する毎に紫外線を一定時間照射するようにすれば、上記露光目標位置を多重露光することができる。したがって、露光用光源のパワーを下げて光源の負担を軽減することができ、光源の寿命を長くすることができる。
In this case, a plurality of mask pattern rows of the
そして、以上の説明においては、フォトマスク1と基板との位置合わせをする際に、フォトマスク1側を基板搬送方向と交差方向に移動する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、基板側を移動してもよく、フォトマスク1と基板の両方を移動してもよい。
And in the above description, when aligning the
1…フォトマスク
2…マスクパターン
3…マイクロレンズ
4…アライメントマーク
4A…第1のアライメントマーク
4B…第2のアライメントマーク
4C…第3のアライメントマーク
4a,4b,4c…アライメントマークの細線
5…ピクセル(基板に設けられたパターン)
8…TFT基板(基板)
16…マスクステージ
17…ラインカメラ
18…アライメント手段
DESCRIPTION OF
8 ... TFT substrate (substrate)
16 ...
Claims (10)
前記基板の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成され、光を通過させる複数のマスクパターンと、
前記基板上に設けられた複数のパターンの基板搬送方向と交差方向の配列ピッチの整数倍に等しい間隔を有して前記基板搬送方向に平行に形成された一対の細線を備えた構造をなし、前記複数のマスクパターンに対して前記基板搬送方向と反対側の位置に基板搬送方向に相互に一定距離はなれて配置されると共に、前記一対の細線間に予め設定された基準位置が前記基板搬送方向と交差する方向に予め定められた距離だけ相互にずれた状態に形成された複数のアライメントマークと、
を設けたことを特徴とするフォトマスク。 A photomask for selectively irradiating light on a plurality of positions on a substrate, wherein a plurality of patterns are provided in a matrix at a constant arrangement pitch on the surface and conveyed in a fixed direction,
A plurality of mask patterns that are formed at a constant array pitch in a direction intersecting the transport direction of the substrate, and allow light to pass through;
A structure comprising a pair of fine lines formed in parallel to the substrate transport direction with an interval equal to an integer multiple of the array pitch in the cross direction and the substrate transport direction of the plurality of patterns provided on the substrate, The plurality of mask patterns are disposed at positions opposite to the substrate transport direction at a certain distance from each other in the substrate transport direction, and a reference position set in advance between the pair of fine lines is the substrate transport direction. A plurality of alignment marks formed in a state shifted from each other by a predetermined distance in a direction intersecting with
A photomask characterized by comprising:
前記基板の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成されレーザ光を通過させる複数のマスクパターンと、前記基板上に設けられた複数のパターンの基板搬送方向と交差方向の配列ピッチの整数倍に等しい間隔を有して前記基板搬送方向に平行に形成された一対の細線を備えた構造をなし、前記複数のマスクパターンに対して前記基板搬送方向と反対側の位置に基板搬送方向に相互に一定距離はなれて配置されると共に、前記一対の細線間に予め設定された基準位置が前記基板搬送方向と交差する方向に予め定められた距離だけ相互にずれた状態に形成された複数のアライメントマークと、を設けたフォトマスクを保持すると共に、前記フォトマスクを基板搬送方向に移動させて前記複数のアライメントマークのうちから一つのアライメントマークを選択可能にしたマスクステージと、
前記フォトマスクの複数のアライメントマークのうちから選択されたアライメントマークの前記基板搬送方向と交差方向の中心線に細線状の受光部の長手中心軸を合致させて配置されたラインカメラと、
前記選択されたアライメントマークの基準位置と前記基板に予め設定された基準位置との位置関係が予め定められた関係となるように前記基板と前記フォトマスクとを前記基板搬送方向と交差方向に相対的に移動するアライメント手段と、
を備えたことを特徴とするレーザアニール装置。 A plurality of patterns on the surface are provided in a matrix at a constant arrangement pitch and aligned with a photomask placed opposite to the substrate and a laser is applied to a plurality of positions on the substrate. A laser annealing apparatus for selectively irradiating light and annealing a thin film formed on the substrate,
A plurality of mask patterns formed at a constant arrangement pitch in a direction intersecting with the substrate conveyance direction and allowing laser light to pass through, and an integer of arrangement pitches in the direction intersecting with the substrate conveyance direction of the plurality of patterns provided on the substrate A structure having a pair of thin lines formed in parallel to the substrate transport direction with a spacing equal to twice, and in the substrate transport direction at a position opposite to the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns A plurality of the reference positions preset between the pair of thin wires are shifted from each other by a predetermined distance in a direction intersecting the substrate transport direction. An alignment mark and a photomask provided with the alignment mark are held, and the photomask is moved in the substrate transport direction, and one alignment mark is selected from the plurality of alignment marks. And the mask stage which was the instrument mark can be selected,
A line camera arranged by aligning the longitudinal center axis of the thin light receiving portion with the center line in the direction intersecting with the substrate transport direction of the alignment mark selected from the plurality of alignment marks of the photomask;
The substrate and the photomask are relative to each other in a direction crossing the substrate transport direction so that a positional relationship between a reference position of the selected alignment mark and a reference position preset on the substrate is a predetermined relationship. Moving alignment means,
A laser annealing apparatus comprising:
前記基板の搬送方向と交差する方向に一定の配列ピッチで形成され紫外線を通過させる複数のマスクパターンと、前記基板上に設けられた複数のパターンの基板搬送方向と交差方向の配列ピッチの整数倍に等しい間隔を有して前記基板搬送方向に平行に形成された一対の細線を備えた構造をなし、前記複数のマスクパターンに対して前記基板搬送方向と反対側の位置に基板搬送方向に相互に一定距離はなれて配置されると共に、前記一対の細線間に予め設定された基準位置が前記基板搬送方向と交差する方向に予め定められた距離だけ相互にずれた状態に形成された複数のアライメントマークと、を設けたフォトマスクを保持すると共に、前記フォトマスクを基板搬送方向に移動させて前記複数のアライメントマークのうちから一つのアライメントマークを選択可能にしたマスクステージと、
前記フォトマスクの複数のアライメントマークのうちから選択されたアライメントマークの前記基板搬送方向と交差方向の中心線に細線状の受光部の長手中心軸を合致させて配置されたラインカメラと、
前記選択されたアライメントマークの基準位置と前記基板に予め設定された基準位置との位置関係が予め定められた関係となるように前記基板と前記フォトマスクとを前記基板搬送方向と交差方向に相対的に移動するアライメント手段と、
を備えたことを特徴とする露光装置。 A plurality of patterns are provided in a matrix at a constant arrangement pitch on the surface, and a substrate that is transported in a certain direction is aligned with a photomask that is disposed opposite to the substrate, and is positioned at a plurality of positions on the substrate. An exposure apparatus that selectively irradiates ultraviolet rays and exposes a photosensitive material coated on the substrate,
A plurality of mask patterns formed at a constant arrangement pitch in a direction crossing the substrate transport direction and allowing ultraviolet light to pass through, and an integer multiple of the array pitch of the plurality of patterns provided on the substrate in the direction intersecting the substrate transport direction And having a pair of fine lines formed in parallel to the substrate transport direction at equal intervals to each other in the substrate transport direction at positions opposite to the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns. And a plurality of alignments formed such that a reference position preset between the pair of thin wires is shifted from each other by a predetermined distance in a direction intersecting the substrate transport direction. And a photomask provided with a mark, and the photomask is moved in the substrate transport direction to align one of the plurality of alignment marks. And the mask stage you can be selected mark put,
A line camera arranged by aligning the longitudinal center axis of the thin light receiving portion with the center line in the direction intersecting with the substrate transport direction of the alignment mark selected from the plurality of alignment marks of the photomask;
The substrate and the photomask are relative to each other in a direction crossing the substrate transport direction so that a positional relationship between a reference position of the selected alignment mark and a reference position preset on the substrate is a predetermined relationship. Moving alignment means,
An exposure apparatus comprising:
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