TWI492306B - 雷射退火方法及雷射退火裝置 - Google Patents

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Koichi Kajiyama
Michinobu Mizumura
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Description

雷射退火方法及雷射退火裝置
本發明係關於一種雷射退火方法，其藉由微透鏡陣列聚光雷射光，而僅對非晶矽膜的薄膜電晶體形成區域進行退火，更詳細地說，係關於一種雷射退火方法及雷射退火裝置，其跟隨著被搬送之基板的運動而移動微透鏡陣列，來提升雷射光的照射位置精度。
一直以來之雷射退火方法，係藉由微透鏡陣列形成複數條雷射光束，並在每束光束中形成焦點，將該等光束的各焦點轉射至非晶矽膜面側而使其結像，藉由光束照射來對非晶矽膜面施行雷射處理，使薄膜電晶體(以下稱為「TFT」)形成區域的非晶矽膜能夠多晶矽化(例如，參照日本特開2004-311906號公報)。
然而，在這種一直以來之雷射退火方法中，雖然因其藉由微透鏡陣列來聚光雷射光，僅對複數個TFT形成區域的非晶矽膜進行退火處理，而具有雷射光的利用效率高之優點，但卻沒有揭露關於要如何跟隨著被蛇行搬送之基板的運動而移動微透鏡陣列，來使微透鏡陣列的各透鏡定位在各TFT形成區域上而照射雷射光這樣的技術。於是，當一邊搬送邊長1m以上之大型基板一邊進行退火時，在因搬送機構的機械精度而導致基板被蛇行搬送的情況下，有無法確實地僅對各TFT形成區域進行退火處理的可能性。
因此，本發明的目的，係為了解決這種問題點，而提供一種雷射退火方法及雷射退火裝置，其跟隨著被搬送之基板的運動而移動微透鏡陣列，提升雷射光的照射位置精度。
為達成上述目的，依據本發明之雷射退火方法，其藉由透鏡陣列的複數個透鏡，聚光雷射光於以規定的配列節距而成矩陣狀地被設定在基板上之複數個薄膜電晶體(以下稱為「TFT」)形成區域，來對前述各TFT形成區域的非晶矽膜進行退火處理並且，一邊將前述基板朝向前述被設定為矩陣狀之TFT形成區域的縱橫方向的其中一方之配列方向搬送，一邊藉由攝影手段來對前述基板表面進行攝影，並基於該攝影影像來檢測預先設定於基板表面上之對準(alignment)基準位置，然後將至少一列之透鏡陣列(其係對應前述複數個TFT形成區域，而在與前述基板之搬送方向交叉之方向上配置複數個透鏡而成)朝向與前述基板之搬送方向交叉之方向移動，並以前述對準基準位置為基準，對齊前述透鏡陣列的透鏡與前述基板的TFT形成區域的位置，當前述基板移動，而使前述TFT形成區域到達前述透鏡陣列的對應透鏡正下方時，朝前述透鏡陣列照射前述雷射光。
藉由這種構成，一邊將基板朝向被設定為矩陣狀之TFT形成區域的縱橫方向的其中一方之配列方向搬送，一邊藉由攝影手段來對基板表面進行攝影，並基於該攝影影像來檢測預先設定於基板表面上之對準基準位置，然後將至少一列之透鏡陣列(其係對應複數個TFT形成區域，而在與基板之搬送方向交叉之方向上配置複數個透鏡而成)朝向與基板之搬送方向交叉之方向移動，並以對準基準位置為基準，對齊透鏡陣列的透鏡與基板的TFT形成區域的位置，當基板移動，而使TFT形成區域到達透鏡陣列的對應透鏡正下方時，朝透鏡陣列照射雷射光，藉由複數個透鏡聚光雷射光，而對各TFT形成區域的非晶矽膜進行退火處理。藉此，可跟隨著被搬送之基板的運動而移動微透鏡陣列，來提升雷射光的照射位置精度。於是，當一邊搬送邊長1m以上之大型基板一邊進行退火時，即使在因搬送機構的機械精度而導致基板被蛇行搬送的情況下，亦能夠確實地僅對各TFT形成區域進行退火處理。
又，前述透鏡陣列，係由複數列透鏡列所構成，該等透鏡列，係沿著與基板之搬送方向交叉之方向，以同方向之前述TFT形成區域的配列節距之2倍以上之整數倍為節距，並排設置透鏡而構成，且前述透鏡陣列具有以下之構成：為了補足位於前述基板之搬送方向前頭側之前述透鏡列各透鏡間之空隔，而沿著前述複數個透鏡之前述並排設置方向，將後續透鏡列錯開預先設定之尺寸而形成。藉此，可用透鏡陣列聚光雷射光於各TFT形成區域的非晶矽膜上，其中該透鏡陣列，係由複數列透鏡列所構成，該等透鏡列係沿著與基板之搬送方向交叉之方向，以同方向之前述TFT形成區域的配列節距之2倍以上之整數倍為節距，並排設置透鏡而構成，且前述透鏡陣列具有以下之構成：為了補足位於基板之搬送方向前頭側之透鏡列各透鏡間之空隔，而沿著複數個透鏡之並排設置方向，將後續透鏡列錯開預先設定好之尺寸而形成。於是，可加大透鏡陣列的各透鏡之形狀，增加雷射光之導入量，而提高對非晶矽膜之雷射光照射能量。於是，可減輕對放射雷射光之雷射光源的負擔，提高裝置的信賴性。
進而，前述基板，係一TFT基板，在其上縱橫形成配線，而該縱橫配線的交差部分設定有前述TFT形成區域；前述對準基準位置，係設定於與前述TFT基板之搬送方向平行之配線的邊緣部。藉此，以該對準基準位置作為基準，對齊透鏡陣列的透鏡與TFT基板的TFT形成區域之位置，其中該對準基準位置，係設定於與TFT基板之搬送方向平行之配線的邊緣部，而該TFT基板上之縱橫配線的交差部分係設定有前述TFT形成區域。於是，可在搬送基板的同時，以設置於液晶顯示面板或有機EL顯示面板的TFT基板上，朝基板搬送方向連續延伸之配線的邊緣部為基準，常時執行(一直執行)透鏡與TFT形成區域的位置對齊，而提高透鏡與TFT形成區域的位置對齊準度。
文，根據本發明之雷射退火裝置，其藉由透鏡陣列的複數個透鏡，聚光雷射光於以規定的配列節距而成矩陣狀地被設定在基板上之複數個TFT形成區域，來對前述各TFT形成區域的非晶矽膜進行退火處理，此退火裝置具備：搬送手段，其將前述基板以一定速度朝前述被設定成矩陣狀之TFT形成區域的縱橫方向的其中一方之配列方向搬送；雷射光源，其放射前述雷射光；透鏡陣列，其由至少一列之複數個聚光透鏡所構成，該等複數個聚光透鏡，係對應同方向之前述複數個TFT形成區域，而沿著與基板之搬送方向交叉之方向，並排設置在與前述基板面平行之面內；攝影手段，其選定一攝影位置而對前述基板表面進行攝影，該攝影位置，係相對於根據前述透鏡陣列所得之雷射光聚光位置而朝前述基板之搬送方向的相反方向間隔一定距離之位置；對準手段，其使前述透鏡陣列朝與前述基板之搬送方向交叉之方向移動，而對齊前述透鏡陣列的透鏡與前述基板的TFT形成區域間的位置；以及控制手段，其驅動、控制前述各構成要素；而且，前述控制手段，係進行控制，以達成下列功能：對搬送中之前述基板表面進行攝影，處理從前述攝影手段逐次輸入之影像，並檢測預先設定於前述基板表面上之對準基準位置，以該對準基準位置為基準，對齊前述透鏡陣列的透鏡與前述基板的TFT形成區域間的位置，移動前述基板，當前述TFT形成區域到達前述透鏡陣列的對應透鏡正下方時，使前述雷射光源朝前述透鏡陣列放射雷射光。
藉由這種構成，以控制手段進行控制達成下列功能：對搬送中之前述基板表面進行攝影，處理從攝影手段逐次輸入之影像，來檢測預先設定於基板表面上之對準基準位置，驅動控制對準手段將透鏡陣列朝與基板之搬送方向交叉之方向移動，以對準基準位置為基準，對齊透鏡陣列的透鏡與基板的TFT形成區域間的位置，藉由搬送手段移動前述基板，當TFT形成區域到達透鏡陣列的對應透鏡正下方時，使雷射光源朝透鏡陣列放射雷射光，而藉由透鏡陣列的複數個透鏡，聚光雷射光於以規定的配列節距而成矩陣狀地被設定在基板上之複數個TFT形成區域，對各TFT形成區域的非晶矽膜進行退火處理。藉此，可跟隨著被搬送之基板的運動而移動微透鏡陣列，來提升雷射光的照射位置精度。於是，當一邊搬送邊長1m以上之大型基板一邊進行退火時，即使在因搬送機構的機械精度而導致基板被蛇行搬送的情況下，亦能夠確實地僅對各TFT形成區域進行退火處理。
進而，前述透鏡陣列，係由複數列透鏡列所構成，該等透鏡列，係沿著與基板之搬送方向交叉之方向，以同方向之前述TFT形成區域的配列節距之2倍以上之整數倍為節距，並排設置透鏡而構成，且前述透鏡陣列具有以下之構成：為了補足位於前述基板之搬送方向前頭側之前述透鏡列各透鏡間之空隔，而沿著前述複數個透鏡之前述並排設置方向，將後續透鏡列錯開預先設定之尺寸而形成。藉此，可用透鏡陣列聚光雷射光於各TFT形成區域的非晶矽膜上，其中該透鏡陣列，係由複數列透鏡列所構成，該等透鏡列係沿著與基板之搬送方向交叉之方向，以同方向之前述TFT形成區域的配列節距之2倍以上之整數倍為節距，並排設置透鏡而構成，且前述透鏡陣列具有以下之構成：為了補足位於基板之搬送方向前頭側之透鏡列各透鏡間之空隔，而沿著複數個透鏡之並排設置方向，將後續透鏡列錯開預先設定好之尺寸而形成。於是，可加大透鏡陣列的各透鏡之形狀，增加雷射光之導入量，而提高對非晶矽膜之雷射光照射能量。於是，可減輕對放射雷射光之雷射光源的負擔，提高裝置的信賴性。
而且，前述基板，係一TFT基板，在其上縱橫形成複數條配線，而該複數條縱橫配線的交差部分設定有前述TFT形成區域；前述對準基準位置，係設定於與前述TFT基板之搬送方向平行之配線的一側邊緣部。藉此，以該對準基準位置作為基準，對齊透鏡陣列的透鏡與TFT基板的TFT形成區域之位置，其中該對準基準位置，係設定於與TFT基板之搬送方向平行之配線的邊緣部，而該TFT基板上之縱橫配線的交差部分係設定有前述TFT形成區域。於是，可在搬送基板的同時，以設置於液晶顯示面板或有機EL顯示面板的TFT基板上，朝基板搬送方向連續延伸之配線的邊緣部為基準，常時執行透鏡與TFT形成區域間的位置對齊，而提高透鏡與TFT形成區域間的位置對齊準度。
以下，基於附上的圖式來詳細說明本發明之實施形態。第1圖係表示根據本發明之雷射退火裝置之實施形態的概要圖。此雷射退火裝置，係藉由微透鏡陣列聚光雷射光，僅對成膜於基板上之非晶矽膜的TFT形成區域進行退火之裝置，其具備：搬送手段1、雷射光源2、微透鏡陣列3、攝影手段4、對準手段5及控制手段6。
此處，如第2圖所示，上述基板，係一TFT基板10，在其上縱橫交錯地形成了複數條(多條)資料線7和閘極線8，且在該資料線7與閘極線8之交差部分的閘極電極30(參照第8圖)上設定有TFT形成區域9，複數個(多個)TFT形成區域9以與畫素11的配列節距相同之配列節距(面對箭頭A的方向看過去，橫向為W，縱向為L)，被設定成矩陣狀。而且，在TFT基板10上，設定有對準基準位置，其位在與基板搬送方向(箭頭A方向)平行之例如資料線7的邊緣部，且成為TFT形成區域9與後述之微透鏡陣列3的微透鏡15之間的定位的基準。具體地說，在本實施形態中，上述對準基準位置，係被設定在面對基板搬送方向(箭頭A方向)看過去時位於左端之資料線7的右側邊緣部上。此時，資料線7的右側邊緣部與TFT形成區域9的中心之間的水平距離，係根據設計值而決定。
上述搬送手段1，係在其上載置TFT基板10，並將該基板以一定速度朝向上述TFT形成區域9的縱橫方向的其中一方之配列方向(例如第2圖所示之箭頭A方向)搬送，且在上述搬送手段1上，朝TFT基板10之搬送方向(以下稱為「基板搬送方向」)並排設置著複數個單位台座12，該等單位台座12具有朝上噴出氣體之複數個噴出孔與吸收氣體之複數個吸收孔，藉由氣體噴出與吸收間之平衡，使TFT基板10處於浮在複數個單位台座12上一定量之狀態，而由搬送滾輪13支撐TFT基板10的兩端邊緣部來進行搬送。
在上述搬送手段1的上方，係設有雷射光源2。此雷射光源2，係將例如波長為308nm或353nm之雷射光，以例如50Hz之反覆週期放射之準分子雷射(excimer laser)。
在從上述雷射光源2放射出來之雷射光14的光路上，係設有微透鏡陣列3。此微透鏡陣列3，係用以將雷射光14聚光於已被設於TFT基板10上的複數個TFT形成區域9，該微透鏡陣列3，如第3圖(a)所示，具有下列構成：其係以複數個被設定之TFT形成區域9的配列節距W的2倍以上整數倍為節距(在第3圖中表示為2W)，在與TFT基板10的面平行之面內，與基板搬送方向(表示於第2圖之箭頭A方向)交叉地並排設置例如6列微透鏡15，其中各列透鏡列彼此平行配置且相隔距離L，且為了補足位於基板搬送方向前頭側之3列透鏡列(以下稱為「第一透鏡群16」)中各透鏡間之空隔，而沿著微透鏡15之並排設置方向，將後續3列透鏡列(以下稱為「第二透鏡群17」)錯開規定的長度(第3圖中表示為W)量而形成。
如第3圖(b)所示，微透鏡陣列3的具體構成例，係在透明基板34的一面上形成複數個微透鏡15，而在另一面上，形成對應微透鏡15而具有開口部之不透明遮光膜35。進而，在遮光膜35上，係形成與透鏡列平行之細長狀開口窗36，其位於與第二透鏡群17朝基板搬送方向之反對方向相隔一定距離處。而且，在此開口窗36內，設有一N字形之對準標誌37。此對準標誌37，係用來對齊與TFT基板10間之位置者，其以下述方式配置：使斜向細線37a的平行於基板搬送方向之中心線，與第一或第二透鏡群16、17中任一者的微透鏡15的中心一致，並使左右平行細線37b平行於基板搬送方向。藉此，微透鏡陣列3的各微透鏡15，相對於對準標誌37的中心達成一定之位置關係。亦即，各微透鏡15，相對於對準標誌37的中心，達成在基板搬送方向之正交方向上的水平距離為nW(n為1以上之整數)之關係。
在上述搬送手段1的鄰接單位台座12之間，係設有對應上述微透鏡陣列3的開口窗36之攝影手段4。此攝影手段4，係以相對於根據微透鏡陣列3所得之雷射光14的聚光位置，朝基板搬送方向之相反方向間隔一定距離之位置作為攝影位置，而從TFT基板10的背面側透射過基板，同時對形成於其表面之配線圖案和微透鏡陣列3的對準標誌37進行攝影，且該攝影手段4，係具有複數個受光元件的線型照相機(line CCD)，該等複數個受光元件，與第3圖中箭頭A所示之基板搬送方向交叉而排列成一直線狀，其線狀受光面的長軸的中心線，與微透鏡陣列3的對準標誌37的與基板搬送方向交叉之中心線一致，且相對於微透鏡陣列3的例如第2透鏡群17中的位於基板搬送方向前頭側的透鏡列17a，間隔距離D之量。
此雷射退火裝置設有對準手段5，其使上述微透鏡陣列3能夠朝與基板搬送方向交差之方向移動。此對準手段5，係移動微透鏡陣列3，使預先被設定於TFT基板10的資料線7上之對準基準位置(以下稱為「基板側對準基準位置」)與微透鏡陣列3的對準標誌37的斜向細線37a的中心位置(以下稱為「透鏡側對準基準位置」)間之距離成為預先設定好之值，而對齊微透鏡陣列3的各微透鏡15與TFT基板10的TFT形成區域9間之位置；該對準手段5例如具備：台座及電動機，其使微透鏡陣列3朝與基板搬送方向(箭頭A方向)交差之方向移動。又，可依需要，而具備其他電動機，使微透鏡陣列3以該光軸為中心在一定角度範圍內旋轉。
還有，第1圖中之符號18，係一均質機，其使從雷射光源2放射出之雷射光14的橫截面內強度分布平均化；符號19，係一聚光透鏡，其使雷射光14成為平行光而照射至微透鏡陣列3。又，符號20，係照明攝影手段4的攝影位置之照明用光源。
此雷射退火裝置設有控制手段6，其係連結上述搬送手段1、雷射光源2、攝影手段4及對準手段5。此控制手段6，係即時處理藉由攝影手段4同時攝影得到的基板表面及微透鏡陣列3的對準標誌37的一維影像，檢測設定於TFT基板10的資料線7上之基板側對準基準位置和微透鏡陣列3的透鏡側對準基準位置，並驅動對準手段5而將微透鏡陣列3往與基板搬送方向交叉之方向移動，以使上述兩對準基準位置間的距離成為預先設定之值，對齊微透鏡陣列3的各微透鏡15與TFT基板10的TFT形成區域9間之位置，且在基於攝影手段4之攝影影像而檢測出TFT基板10的閘極線8的邊緣部與對準標誌37的中心一致後，當TFT基板10移動了一定距離或是經過了一定時間，TFT形成區域9到達微透鏡陣列3的對應透鏡正下方時，使雷射光源2開燈一定時間而對微透鏡陣列3照射雷射光14；該控制手段6，如第4圖所示，係具備：影像處理部21、記憶體22、運算部23、搬送手段驅動控制器24、對準手段驅動控制器25、雷射光源驅動控制器26及控制部27。
此處，影像處理部21，係即時處理由攝影手段4所攝影得到的一維影像，檢測在攝影手段4的複數個受光元件排列方向(長軸方向)上之亮度變化，而檢測設定於TFT基板10的資料線7上之基板側對準基準位置和微透鏡陣列3的透鏡側對準基準位置，並基於攝影手段4之攝影影像而測知TFT基板10的閘極線8的邊緣部與對準標誌37的中心之一致。
又，記憶體22，係例如記憶著下列數值：距離D，其為微透鏡陣列3的第二透鏡群17中的位於基板搬送方向前頭側之透鏡列17a與攝影手段4間之距離；透鏡列16a、17a間之距離(例如，第3圖中為3L)，該等透鏡列係各自為微透鏡陣列3的第1透鏡群16和第2透鏡群17中的位於基板搬送方向前頭側者；對準基準值，其用於對齊TFT基板10與微透鏡陣列3的位置；及從TFT基板10的閘極線8的邊緣部被檢測出來開始，到雷射光源2開燈為止的過程中，TFT基板10所移動之距離或者經過時間等。
進而，運算部23，係運算在影像處理部21被檢測出來之TFT基板10的基板側對準基準位置與微透鏡陣列3的透鏡側對準基準位置間之位置偏差量。
然後，搬送手段驅動控制器24，係藉由一定週期之脈衝來控制搬送手段之驅動，使TFT基板以一定速度被搬送。
又，對準手段驅動控制器25，係將由運算部23運算出來之TFT基板10的基板側對準基準位置與微透鏡陣列3的透鏡側對準基準位置間之位置偏差量，與從記憶體22讀出之對準基準值作比較，並且為了使兩者能夠一致，而驅動對準手段5，使微透鏡陣列3朝與基板搬送方向交叉之方向移動。
進而，雷射光源驅動控制器26，係控制雷射光源2的開燈和關燈。然後，控制器27，係統合全體而加以控制，以使上述各構成要素適當地動作。
接著，說明如此構成之雷射退火裝置的動作。
首先，操作數字鍵等之輸入手段，在記憶體22中記憶以下數值：距離D，其為微透鏡陣列3的第2透鏡群17中的位於基板搬送方向前頭側之透鏡列17a與攝影手段4間之距離；透鏡列16a、17a間之距離3L，該等透鏡列係各自為微透鏡陣列3的第1透鏡群16和第2透鏡群17中的位於基板搬送方向前頭側者；對準基準值，其用於對齊TFT基板10與微透鏡陣列3的位置；及從TFT基板10的閘極線8的邊緣部被檢測出來開始，到雷射光源2開燈為止的過程中，TFT基板10所移動之距離或者經過時間等。
接著，將以非晶矽膜覆蓋整個表面地成膜於其上而成之TFT基板10，載置於搬送手段1上，此時將該基板的非晶矽膜朝上，並以使資料線7與搬送方向平行的方式來設定其位置。
然後，一旦將起動開關打開，便可使TFT基板10處於浮在搬送手段1之上一定量之狀態，並藉由搬送手段驅動控制器24，以脈衝控制搬送手段1，將TFT基板以一定速度朝第1圖所示之箭頭A方向搬送。
接著，一旦TFT基板10到達攝影手段4之上方，便藉由攝影手段4透射過TFT基板10，同時對已形成於TFT基板10表面之資料線7和閘極線8以及微透鏡陣列3的對準標誌37進行攝影。然後，以影像處理部21即時處理由攝影手段4所攝影且逐次輸入之一維影像，一旦檢測到TFT基板10的閘極線8的邊緣部8a與微透鏡陣列3的對準標誌37的中心一致時(如第5圖所示)，便以該測知時刻為基準，開始計測TFT基板10的移動距離(例如藉由計數搬送手段驅動控制器24的脈衝數)，或者以上述測知時刻為基準開始對經過時間計時。
此處，係如第5圖所示，當對準標誌37兩側平行細線37b間之閘極線8的邊緣部8a，被斜向細線37a分斷，而得到面對基板搬送方向看過去位於左右之尺寸8b、8c時，可捕捉該兩尺寸相等之瞬間，而檢測到TFT基板10的閘極線8的邊緣部8a與微透鏡陣列3的對準標誌37的中心之一致。
以下，參照第6圖之流程圖來說明本發明之雷射退火方法。
首先，在步驟S1中，以影像處理部21即時處理由攝影手段4所攝影之一維影像，藉由在攝影手段4中的複數個受光元件之排列方向(長軸方向)上之亮度變化，檢測複數條資料線7中面對基板搬送方向看過去位於右側之邊緣部的位置、及微透鏡陣列3的對準標誌37的斜向細線37a的中心位置(透鏡側對準基準位置)。然後，從檢測出來之複數條資料線7的右側邊緣部中，例如將面對基板搬送方向看過去的左端之資料線7的右側邊緣部的位置，指定為基板側對準基準位置。
在步驟S2中，以運算部23來運算上述被指定之基板側對準基準位置與上述透鏡側對準基準位置間之位置偏差量，並將該位置偏差量與記憶於記憶體22中之對準基準值作比較。然後，為使兩者一致，藉由對準手段驅動控制器25來驅動對準手段5，使微透鏡陣列3朝與基板搬送方向交叉之方向移動，以對齊微透鏡15與TFT形成區域9間之位置。
在歩驟S3中，從檢測出位於搬送方向前頭側之閘極線8的邊緣部8a與對準標誌37的中心之一致後，TFT基板10移動了一定距離或是經過了一定時間，一旦如第7(a)圖所示，位於搬送方向前頭側之一列TFT形成區域9到達微透鏡陣列3的第二透鏡群17的搬送方向前頭側之透鏡列17a之正下方，便驅動雷射光源驅動控制器26而使雷射光源2開燈一定時間，對微透鏡陣列3照射雷射光14，於是對應第2透鏡群17之TFT形成區域9的非晶矽膜被退火。具體地說，如第8(a)圖所示，雷射光14，係藉由微透鏡15聚光於閘極電極30上的TFT形成區域9，對TFT形成區域9的非晶矽膜28進行退火。亦即，藉由雷射光14之照射，如第8(b)圖所示，TFT形成區域9的非晶矽膜28熔解，而後隨著雷射光源2關燈，非晶矽膜28a被急速冷卻而再結晶，形成多晶矽膜。此時，透過第1透鏡群16之雷射光14的照射位置，在畫素11的形成區域之外，成為所謂的擊空。還有，第8圖中，符號29係玻璃基板，而符號31係SiN絕緣膜。
在歩驟S4中，每次藉由搬送手段驅動控制器24以脈衝控制搬送手段1，將TFT基板10移動相等於3L之距離量時，便藉由雷射光源驅動控制器26來驅動雷射光源2一定時間而使其開燈，其中該3L之距離量，係各自位於微透鏡陣列3的第一透鏡群16和第二透鏡群17的基板搬送方向前頭側之透鏡列16a、17a間之距離。藉此，設定於TFT基板10上之全部TFT形成區域9被依序退火、多晶矽化，而形成多晶矽膜32(參照第9圖)。還有，第7(b)圖，係表示從同一圖(a)的狀態，TFT基板10移動了3L距離量後之狀態，且表示對應第二透鏡群17之TFT形成區域9間之TFT形成區域9，由第一透鏡群16進行退火後之狀態。
在本實施形態中，上述步驟S3中的微透鏡陣列3的微透鏡15與TFT基板10的TFT形成區域9間之位置對齊(定位)，於TFT基板10的搬送中亦被常時執行(一直執行)。於是，即使TFT基板10被左右晃動地搬送，亦可跟隨基板的運動而將微透鏡15定位於TFT形成區域9上。藉此，可確實地僅對TFT形成區域9的非晶矽膜28進行退火，而形成多晶矽膜32。
一旦TFT基板10的退火終了，便如第9(a)圖所示，在閘極電極30上的多晶矽膜32上形成一定形狀的抗蝕遮罩33，然後如同圖(b)所示，藉由眾所皆知的蝕刻技術進行蝕刻，除去抗蝕遮罩33周邊的非晶矽膜28和多晶矽膜32、以及形成於該等膜下方之SiN絕緣膜31。然後，藉由除去抗蝕遮罩33，如同圖(c)所示，便可造出在閘極電極30上形成了一定形狀多晶矽膜32之TFT基板10。之後，若在多晶矽膜32上形成源極(source)及汲極(drain)，便完成了低溫多晶矽薄膜電晶體基板。
還有，在上述實施形態中，係敘述了對在整個表面形成有非晶矽膜28之TFT基板10的TFT形成區域9進行退火而多晶矽化之後，留下TFT形成區域9的規定形狀之多晶矽膜32而將其周邊不需要之膜蝕刻掉之情況，但本發明並不限於此，亦可在留下TFT形成區域9的規定形狀之多晶矽膜32而將其周邊不需要之膜蝕刻掉後，對上述留下之非晶矽膜28進行退火而多晶矽化。
又，上述實施形態中，係說明了將攝影手段4設於搬送手段側，從TFT基板10的背面側透射過基板，而對基板表面的資料線7和閘極線8以及微透鏡陣列3的對準標誌37進行攝影之情況，但本發明並不限於此，亦可將攝影手段4設於搬送手段1的上方，從上方來對基板表面的資料線7和閘極線8以及微透鏡陣列3的對準標誌37進行攝影。
進而，在上述實施形態中，係說明了透鏡陣列3為沿著與基板搬送方向交叉之方向，以同方向之TFT形成區域9的配列節距W之2倍為節距(2W)，將微透鏡15並排設置成複數列之透鏡列而構成，且為了補足位於基板搬送方向前頭側之透鏡列各微透鏡15間之空隔，而沿著複數個微透鏡15之上述並排設置方向，將後續透鏡列錯開W之量而形成的情況，但本發明並不限於此，亦可由沿著與基板搬送方向交叉之方向，以和同方向之TFT形成區域9的配列節距W相同之節距W，將複數個微透鏡15並排設置而成之至少一列透鏡列所構成。
又，在上述實施形態中，係說明了對準手段5使微透鏡陣列3朝與基板搬送方向交叉之方向移動之情況，但本發明並不限於此，亦可使微透鏡陣列3與攝影手段4一體化地移動。
進而，在上述實施形態中，係說明了微透鏡陣列3由與基板搬送方向交叉且長度與TFT基板10的全寬大致相同之單一透鏡陣列所形成之情況，但本發明並不限於此，微透鏡陣列3，亦可為將長度較TFT基板10的上述寬度短之複數個單位透鏡陣列交互排列，而形成之長度與上述寬度大致相同者。在這情況下，可對應各單位透鏡陣列而各設置一個攝影手段4。
而且，在以上說明中，敘述了基板為TFT基板10之情況，但本發明並不限於此，亦可為半導體基板。
1．．．搬送手段
2．．．雷射光源
3．．．微透鏡陣列
4．．．攝影手段
5．．．對準手段
6．．．控制手段
7．．．資料線
8．．．閘極線
8a．．．邊緣部
8b．．．尺寸
8c．．．尺寸
9．．．TFT形成區域
10．．．TFT基板
11．．．畫素
12．．．單位台座
13．．．搬送滾輪
14．．．雷射光
15．．．微透鏡
16．．．第一透鏡群
16a．．．透鏡列
17．．．第二透鏡群
17a．．．透鏡列
18．．．均質機
19．．．聚光透鏡
20．．．照明用光源
21．．．影像處理部
22．．．記憶體
23．．．運算部
24．．．搬送手段驅動控制器
25．．．對準手段驅動控制器
26．．．雷射光源驅動控制器
27．．．控制部
28．．．非晶矽膜
29．．．玻璃基板
30．．．閘極電極
31．．．SiN絕緣膜
32．．．多晶矽膜
33．．．抗蝕遮罩
34．．．透明基板
35．．．遮光膜
36．．．開口窗
37．．．對準標誌
37a．．．斜向細線
37b．．．左右平行細線
A．．．基板搬送方向
S1~S4．．．步驟
第1圖係表示根據本發明之雷射退火裝置之實施形態的概要圖。
第2圖係表示使用於根據本發明之雷射退火裝置中的TFT基板的平面圖。
第3圖係表示構成根據本發明之雷射退火裝置的微透鏡陣列的一構成例，並表示與攝影手段之位置關係的說明圖。
第4圖係表示構成根據本發明之雷射退火裝置的控制手段的一構成例的方塊圖。
第5圖係表示關於上述TFT基板的閘極線的邊緣部之檢測的說明圖。
第6圖係表示根據本發明之雷射退火方法的流程圖。
第7圖係表示藉由微透鏡陣列，將上述TFT基板的全部TFT形成區域依序進行雷射退火的狀態的說明圖。
第8圖係說明根據上述微透鏡陣列來對TFT基板的TFT形成區域進行之退火處理的剖面圖。
第9圖係用來說明將藉由本發明之雷射退火方法而退火形成之多晶矽膜，蝕刻成一定形狀之步驟的剖面圖。
8．．．閘極線
8a．．．邊緣部
8b．．．尺寸
8c．．．尺寸
37．．．對準標誌
37a．．．斜向細線
37b．．．左右平行細線
A．．．基板搬送方向

Claims (6)

  1. 一種雷射退火方法，其藉由透鏡陣列的複數個透鏡，聚光雷射光於以規定的配列節距而成矩陣狀地被設定在基板上之複數個薄膜電晶體形成區域也就是TFT形成區域，來對前述各TFT形成區域的非晶矽膜進行退火處理，此雷射退火方法的特徵在於：一邊將前述基板朝向前述被設定為矩陣狀之TFT形成區域的縱橫方向的其中一方之配列方向搬送，一邊藉由攝影手段來對前述基板表面進行攝影，並基於該攝影影像來檢測預先設定於基板表面上之對準基準位置，然後將至少一列之透鏡陣列朝向與前述基板之搬送方向交叉之方向移動，並以前述對準基準位置為基準，對齊前述透鏡陣列的透鏡與前述基板的TFT形成區域的位置，該至少一列之透鏡陣列係對應前述複數個TFT形成區域，而在與前述基板之搬送方向交叉之方向上配置複數個透鏡而成，當前述基板移動，而使前述TFT形成區域到達前述透鏡陣列的對應透鏡正下方時，朝前述透鏡陣列照射前述雷射光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射退火方法，其中：前述透鏡陣列，係由複數列透鏡列所構成，該等透鏡列，係沿著與前述基板之搬送方向交叉之方向，以同方向 之前述TFT形成區域的配列節距之2倍以上之整數倍為節距，並排設置透鏡而構成，且前述透鏡陣列具有以下之構成：為了補足位於前述基板之搬送方向前頭側之前述透鏡列各透鏡間之空隔，而沿著前述複數個透鏡之前述並排設置方向，將後續透鏡列錯開預先設定之尺寸而形成。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之雷射退火方法，其中：前述基板，係一TFT基板，在其上縱橫形成配線，而該縱橫配線的交差部分設定有前述TFT形成區域；前述對準基準位置，係設定於與前述TFT基板之搬送方向平行之配線的邊緣部。
  4. 一種雷射退火裝置，其藉由透鏡陣列的複數個透鏡，聚光雷射光於以規定的配列節距而成矩陣狀地被設定於基板上之複數個TFT形成區域，來對前述各TFT形成區域的非晶矽膜進行退火處理，此雷射退火裝置的特徵在於具備：搬送手段，其將前述基板以一定速度朝前述被設定成矩陣狀之TFT形成區域的縱橫方向的其中一方之配列方向搬送；雷射光源，其放射前述雷射光；透鏡陣列，其由至少一列之複數個聚光透鏡所構成，該等複數個聚光透鏡，係對應同方向之前述複數個TFT形成區域，而沿著與基板之搬送方向交叉之方向，並排設置 在與前述基板面平行之面內；攝影手段，其選定一攝影位置而對前述基板表面進行攝影，該攝影位置，係相對於根據前述透鏡陣列所得之雷射光聚光位置而朝前述基板之搬送方向的相反方向間隔一定距離之位置；對準手段，其使前述透鏡陣列朝與前述基板之搬送方向交叉之方向移動，而對齊前述透鏡陣列的透鏡與前述基板的TFT形成區域間的位置；以及控制手段，其驅動控制前述各構成要素；而且，前述控制手段，係進行控制，以達成下述功能：對搬送中之前述基板表面進行攝影，處理從前述攝影手段逐次輸入之影像，並檢測預先設定於前述基板表面上之對準基準位置，以該對準基準位置為基準，對齊前述透鏡陣列的透鏡與前述基板的TFT形成區域間的位置，移動前述基板，當前述TFT形成區域到達前述透鏡陣列的對應透鏡正下方時，使前述雷射光源朝前述透鏡陣列放射雷射光。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之雷射退火裝置，其中：前述透鏡陣列，係由複數列透鏡列所構成，該等透鏡列，係沿著與前述基板之搬送方向交叉之方向，以同方向之前述TFT形成區域的配列節距之2倍以上之整數倍為節距，並排設置透鏡而構成，且前述透鏡陣列具有以下之構成：為了補足位於前述基板之搬送方向前頭側之前述透鏡列各透鏡間之空隔，而沿著前述複數個透鏡之前述並排設 置方向，將後續透鏡列錯開預先設定之尺寸而形成。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之雷射退火裝置，其中：前述基板，係一TFT基板，在其上縱橫形成配線，而該縱橫配線的交差部分設定有前述TFT形成區域；前述對準基準位置，係設定於與前述TFT基板之搬送方向平行之配線的邊緣部。
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