WO2011158630A1 - フォトマスク及びそれを使用するレーザアニール装置並びに露光装置 - Google Patents

フォトマスク及びそれを使用するレーザアニール装置並びに露光装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2011158630A1
WO2011158630A1 PCT/JP2011/062135 JP2011062135W WO2011158630A1 WO 2011158630 A1 WO2011158630 A1 WO 2011158630A1 JP 2011062135 W JP2011062135 W JP 2011062135W WO 2011158630 A1 WO2011158630 A1 WO 2011158630A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
photomask
transport direction
substrate transport
alignment mark
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/062135
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
畑中　誠
正実 岩本
和重 橋本
Original Assignee
株式会社ブイ・テクノロジー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ブイ・テクノロジー filed Critical 株式会社ブイ・テクノロジー
Priority to CN201180029636.3A priority Critical patent/CN102947760B/zh
Priority to KR1020127034458A priority patent/KR101780368B1/ko
Publication of WO2011158630A1 publication Critical patent/WO2011158630A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • 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
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/50—Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2053—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a laser
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02678—Beam shaping, e.g. using a mask
    • H01L21/0268—Shape of mask

Definitions

  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the opposite positions are arranged at a certain distance from each other in the substrate transport direction, and a preset reference position between the pair of thin wires is preliminarily crossed with the substrate transport direction.
  • a plurality of alignment marks formed in a state displaced from each other by a distance defined, those having a.
  • 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.
  • 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. .
  • a plurality of microlenses were formed on the substrate side corresponding to each mask pattern. Thereby, light is condensed on the substrate by a plurality of microlenses formed on the substrate side corresponding to each mask pattern.
  • the plurality of mask patterns are formed in a matrix with 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.
  • the laser annealing apparatus 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 pair of fine lines formed in parallel to each other, and are mutually in the substrate transport direction at positions opposite to the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns.
  • a plurality of alignment marks arranged at a distance from each other, and formed in a state in which a preset reference position between the pair of thin wires is 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 set in advance on the substrate so that the positional relationship becomes a predetermined relationship
  • the mask stage 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.
  • 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.
  • 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. .
  • the photomask is obtained by forming a plurality of microlenses on the substrate side corresponding to each mask pattern. Thereby, the laser beam is condensed on the substrate by the plurality of microlenses formed on the substrate side corresponding to each mask pattern.
  • 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.
  • a pair of fine lines formed in parallel to each other, and arranged at a position opposite to the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns with a certain distance from each other in the substrate transport direction.
  • a plurality of alignment marks formed in such a manner that a preset reference position between the pair of fine lines is shifted from each other by a predetermined distance in a direction crossing the substrate transport direction.
  • a mask stage that holds the mask and moves the photomask in the substrate transport direction so that one alignment mark can be selected from the plurality of alignment marks, and a selection from the plurality of alignment marks of the photomask
  • a line camera arranged with the longitudinal center axis of the thin light-receiving portion aligned with the center line in the direction intersecting the substrate conveyance direction of the alignment mark, and the reference position of the selected alignment mark and the substrate in advance
  • the substrate and the photomask are arranged so that the positional relationship with the set reference position is a predetermined relationship.
  • DOO is those and a alignment means for relatively moving in the cross direction and the direction of substrate conveyance.
  • the mask stage 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
  • 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.
  • 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.
  • 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. .
  • the photomask is obtained by forming a plurality of microlenses on the substrate side corresponding to each mask pattern. Thereby, ultraviolet rays are condensed on the substrate by a plurality of microlenses formed on the substrate side corresponding to each mask pattern.
  • the photomask can be made to follow the moving substrate satisfactorily using one alignment mark selected from the plurality of alignment marks.
  • the pair of fine lines of the alignment mark selected from among the plurality of alignment marks are furthest away from both edges parallel to the substrate transport direction of the pattern provided on the substrate. Since the pattern is located at a substantially central position, the pair of fine lines can be detected more easily by avoiding interference between the pair of fine lines and both edges of the pattern.
  • the light can be condensed on the substrate by the microlens, and the light utilization efficiency can be improved.
  • the irradiation region of light can be expanded, for example, the tact of a laser annealing process or an exposure process can be shortened.
  • 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.
  • the mark 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.
  • 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 performed reliably, and the target position set on the substrate can be accurately irradiated. .
  • a laser beam can be condensed on a board
  • one appropriate alignment mark is selected from the plurality of alignment marks.
  • 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 can be reduced. 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.
  • 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.
  • ultraviolet rays can be condensed on the substrate by the microlens, and the power of the exposure light source can be reduced. Therefore, the burden on the exposure light source can be reduced and the life of the light source can be extended.
  • FIG. 1 It is a figure which shows embodiment of the photomask by this invention, (a) is a top view, (b) is XX sectional drawing of (a). It is a top view which shows schematic structure of a TFT substrate. It is a partial section front view showing a schematic structure of a laser annealing apparatus of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the control means of the said laser annealing apparatus. It is a top view explaining the prior alignment of a TFT substrate and a photomask using the drawing mark provided in the said TFT substrate. It is a top view explaining tracking of a photomask with respect to a TFT substrate under movement.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams 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 photomask 1 selectively irradiates light on a plurality of positions on a substrate on a surface where a plurality of patterns are provided in a matrix at a constant arrangement pitch and are conveyed in a fixed direction. And a plurality of microlenses 3 and a plurality of alignment marks 4.
  • the substrate to be used in a plurality of patterns (hereinafter referred to as "pixels 5"), arranged at the arrangement pitch P 1 in the substrate transfer direction indicated by the arrow A as shown in FIG. 2, the cross-direction board conveying direction the sequence is obtained by arranged at a pitch P 2, along the edges to form a data line 6, for example along the parallel edges of the substrate conveying direction of each pixel 5 and intersects the substrate transfer direction of each pixel 5
  • the center position with respect to the gate line 7 of the substrate conveying direction leading side is separated by a distance L 1, is provided substantially cross-shaped retraction mark 9, Photo
  • Photo The mask 1 and the TFT substrate 8 can be aligned in advance.
  • a predetermined specific data line 6 serving as a reference for alignment on the TFT substrate 8 side cannot be detected, and another data line 6 is erroneously detected.
  • possibility of Te become aligned shifted by several pitch of the arrangement pitch P 2 of the substrate conveying direction and in the cross direction same direction of pixels 5 has. Therefore, the pull-in mark 9 is provided on the TFT substrate 8 so that the photomask 1 and the TFT substrate 8 can be aligned in advance, thereby facilitating detection of the specific data line 6.
  • the plurality of mask patterns 2 are for selectively irradiating light to a plurality of preset positions (hereinafter referred to as “light irradiation target positions”) on the TFT substrate 8.
  • Arrangement pitch equal to the arrangement pitches P 1 and P 2 of the plurality of pixels 5 provided on the TFT substrate 8, which is an opening having a fixed shape through which light is formed in the light shielding film 11 provided on the surface of the substrate 10.
  • the plurality of mask patterns 2 are shown as two mask pattern rows 2A and 2B intersecting the substrate transport direction.
  • a plurality of microlenses 3 are provided on the back surface (TFT substrate 8 side) of the transparent substrate 10 as shown in FIG.
  • the plurality of microlenses 3 are convex lenses for condensing light on the TFT substrate 8, and are arranged with the optical axes aligned with the centers of the mask patterns 2.
  • first, second, and second are respectively provided.
  • 3 alignment marks 4A, 4B, 4C are provided.
  • the first to third alignment marks 4A to 4C are moved while following the moving TFT substrate 8 while meandering the photomask 1, and the light irradiation target positions on the plurality of mask patterns 2 and the TFT substrate 8 are moved.
  • a longitudinal central axis of the mask pattern column 2A is formed so as to form a distance L 3.
  • 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 integer multiple of the arrangement pitch P 2 in the direction crossing the substrate transport direction of the plurality of pixels 5.
  • nP 2 is an integer of 1 or more
  • the alignment reference position of 4C is shifted by distances D 1 and D 2 in the direction intersecting the substrate transport direction with reference to the reference position of the first alignment mark 4A. It is formed in the state.
  • the single thin line 4c that obliquely intersects the substrate transport direction indicates the reference position of the photomask 1 and the TFT substrate when the photomask 1 of the present invention is used in a laser annealing apparatus or exposure apparatus described later.
  • a center line intersecting the substrate transport direction of the alignment mark 4 of the photomask 1 is formed on the longitudinal central axis of the elongated light receiving portion 24 of the line camera 17 (see FIG. 5) provided for detecting the reference position 8. Used for accurate alignment.
  • the positions of the pair of fine wires 4a and 4b and the oblique fine wires 4c of the alignment mark 4 are detected based on the one-dimensional image captured by the line camera 17, and the distance between the fine wires 4a and 4c and the fine wires 4c, The distance between 4b is calculated, and the photomask 1 is moved with respect to the line camera 17 by moving the photomask 1 in the substrate transport direction so that both distances are equal.
  • the oblique thin wire 4c can also be used for detecting the gate line 7 provided on the TFT substrate 8 in the same manner as described above.
  • the gate camera 7 is imaged by the line camera 17, and the dimension of the gate line 7 segmented by the three fine wires 4 a to 4 c of the alignment mark 4 is calculated. If it is detected that the dimension between the fine lines 4a and 4c of the gate line 7 is equal to the dimension between the fine lines 4c and 4b, the gate line 7 matches the center line of the alignment mark 4 in the direction crossing the substrate transport direction. Can be detected.
  • the movement distance or movement time of the TFT substrate 8 is measured with reference to the moment when the gate line 7 matches the center line of the alignment mark 4, and the movement distance or movement time becomes a predetermined constant value. If laser light or ultraviolet light is sometimes irradiated, the laser light or ultraviolet light can be accurately irradiated to the light irradiation target position on the TFT substrate 8.
  • 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 mask pattern 2.
  • the first alignment mark 4A has a center line parallel to the substrate transport direction of two mask patterns 2 adjacent to one of the mask pattern rows 2A and 2B.
  • the second alignment mark 4B is formed so as to match the midpoint position.
  • the third alignment mark 4C a center line parallel to the substrate transport direction would match the position shifted by P 2/4 to either the substrate conveying direction from the center of the mask pattern 2 cross direction.
  • the pair of thin lines 4a and 4b of the alignment mark 4 are arranged so as to substantially coincide with the center line parallel to the substrate transport direction of the pixel 5 respectively. Therefore, in the state where the alignment between the photomask 1 and the TFT substrate 8 is performed using the alignment marks 4A to 4C, the pair of thin lines 4a and 4b of the alignment marks 4A to 4C are respectively connected to the pixel 5 Therefore, the data line 6 is not interfered with the data line 6 provided along the edge of the pixel 5, and is not interfered with the data line 6 provided along the edge of the pixel 5. Detection of the thin wires 4a and 4b is facilitated. Therefore, it is easy to calculate the reference positions of the alignment marks 4A to 4C.
  • each of the alignment marks 4A to 4C is not limited to the midpoint position between the pair of thin wires 4a and 4b, and may be set to a position that internally divides the pair of thin wires 4a and 4b at a certain ratio. Alternatively, either one of the pair of thin wires 4a and 4b may be defined as the reference position.
  • the micro lens 3 is provided on the TFT substrate 8 side corresponding to the mask pattern 2 .
  • the present invention is not limited to this, and the micro lens 3 may not be provided.
  • the photomask 1 of the present invention is used for laser annealing, it is more effective to provide the microlens 3 because the laser energy can be condensed.
  • the microlens 3 is not necessarily required when used for exposure.
  • the mask pattern 2 can be projected and reduced on the substrate, and the resolution of the exposure pattern can be improved.
  • the present invention is not limited to this, and even if there is one mask pattern row, three or more rows are provided. Also good.
  • FIG. 3 is a partial sectional front view showing a schematic configuration of the laser annealing apparatus of the present invention.
  • This laser annealing apparatus includes, for example, a TFT substrate 8 in which a plurality of pixels 5 are provided in a matrix at a constant arrangement pitch on the surface and are conveyed in the direction of arrow A, and a photomask 1 disposed opposite to the TFT substrate 8.
  • the laser beam 21 is selectively irradiated to a plurality of positions on the TFT substrate 8, and the amorphous silicon thin film formed on the TFT substrate 8 is annealed to form polysilicon.
  • the transfer means 13 has the TFT substrate 8 placed on the upper surface and transfers it at a constant speed, for example, in the direction of arrow A shown in FIG. 3, and sucks the gas into a large number of ejection holes for ejecting gas to the upper surface.
  • An air stage 20 having a plurality of suction holes is provided, and the TFT substrate 8 is floated on the air stage 20 by a certain amount due to the balance between gas ejection and suction, and the TFT substrate 8 is moved by a transport roller (not shown). It grips and conveys both edge portions, and is provided with a position sensor and a speed sensor not shown.
  • a laser light source 14 is provided above the conveying means 13.
  • the laser light source 14 is an excimer laser that emits laser light 21 having a wavelength of, for example, 308 nm or 353 nm at a repetition period of, for example, 50 Hz.
  • a coupling optical system 15 is provided on the optical path of the laser light 21 emitted from the laser light source 14.
  • the coupling optical system 15 expands the beam diameter of the laser light 21 and irradiates the photomask 1 with a uniform intensity distribution in the transverse section of the beam.
  • a plurality of fly-eye lenses and a plurality of fly-eye lenses It is configured with a condenser lens.
  • a mask stage 16 is provided downstream of the coupling optical system 15 in the traveling direction of the laser light 21.
  • the mask stage 16 holds the photomask 1 in close proximity to the TFT substrate 8, forms an opening 22 in the center, and grips the peripheral edge of the photomask 1. . And it can be moved in the directions of arrows B and C shown in FIG. 3 by a driving means 23 such as a motor.
  • the conveying means 13 is opposed to one observation window (the second observation window 12B in FIG. 3).
  • a line camera 17 is provided on the side. This line camera 17 images the surface of the TFT substrate 8 and the alignment mark 4 of the photomask 1 through the bottom, and outputs a one-dimensional image of them.
  • a plurality of light receiving elements are arranged in a straight line.
  • An elongated light receiving portion 24 (see FIG. 5) is provided, and an alignment mark 4 (in FIG. 3, the longitudinal center axis of the light receiving portion 24 is selected from the first to third alignment marks 4A to 4C).
  • the second alignment mark 4B (shown when the second alignment mark 4B is selected) is arranged so as to coincide with the center line in the direction crossing the substrate transport direction.
  • An illumination light source 25 is provided above the mask stage 16 so as to face the line camera 17 so that the imaging position of the line camera 17 can be illuminated.
  • Alignment means 18 is provided so that the mask stage 16 can be moved in the direction crossing the substrate transport direction.
  • This alignment means 18 is for aligning the TFT substrate 8 and the photomask 1 and is composed of, for example, a linear motor, an electromagnetic actuator, a rail and a motor, or the like.
  • Control means 19 is provided in connection with the conveying means 13, laser light source 14, mask stage 16, line camera 17, and alignment means 18.
  • the control means 19 moves the photomask 1 in the substrate transport direction in accordance with a plurality of preset annealing target positions on the TFT substrate 8, and selects one of the first to third alignment marks 4A to 4C. After selecting the alignment mark 4 and aligning the one alignment mark 4 with the reference position set in advance on the TFT substrate 8, the photomask 1 is irradiated with the laser light 21 and a plurality of the alignment marks 4 on the substrate are irradiated.
  • the annealing target position is annealed, and as shown in FIG. 4, an image processing unit 26, a memory 27, a calculation unit 28, a transport unit drive controller 29, a mask stage drive controller 30, and an alignment unit drive controller. 31, a laser light source drive controller 32, and a control unit 33.
  • the image processing unit 26 performs real-time processing on the one-dimensional image captured by the line camera 17 to detect a luminance change in the longitudinal direction of the elongated light receiving unit 24 of the line camera 17, and data on the TFT substrate 8.
  • the reference position set on the line 6 and the position of the pair of thin lines 4a and 4b of the alignment mark 4 of the photomask 1 are detected, and the pull-in mark 9 on the TFT substrate 8 is detected from the luminance change in the substrate transport direction at the output of the line camera 17.
  • the thin line 9a (see FIG. 2) intersecting the substrate transport direction is detected.
  • the memory 27 includes dimensions L 2 and L 3 (see FIG. 1) set on the photomask 1, dimensions L 1 and P 1 (see FIG. 2) set on the TFT substrate 8, and first to third dimensions.
  • a calculation result in a calculation unit 28 described later is temporarily stored.
  • the alignment target value Ds 1 is a target value of the distance between the reference position of the alignment mark 4 and the center position of the pull-in mark 9 on the substrate, and the target value Ds 2 is equal to the reference position of the alignment mark 4.
  • the calculation unit 28 calculates the distance D between the reference position of the TFT substrate 8 detected by the image processing unit 26 and the reference position of the selected alignment mark 4 on the photomask 1, and The moving distance L of the TFT substrate 8 is calculated based on the output of the position sensor.
  • the transfer means drive controller 29 controls the drive of the transfer means 13 with a pulse having a constant period so that the TFT substrate 8 is transferred at a predetermined speed.
  • the mask stage drive controller 30 moves one of the first to third alignment marks 4A to 4C formed on the photomask 1 by moving the mask stage 16 in the directions of arrows B and C in FIG. 4 is selected, and driving means 23 provided on the mask stage 16 is driven.
  • the alignment means drive controller 31 calculates the distance D between the reference position of the TFT substrate 8 calculated by the calculation unit 28 and the reference position of the selected alignment mark 4 on the photomask 1 and the alignment read from the memory 27. Compared with the target values Ds 1 and Ds 2 , the alignment means 18 is driven so that the two coincide with each other, and the photomask 1 is moved in a direction intersecting the substrate transport direction.
  • the laser light source drive controller 32 controls turning on and off of the laser light source 14. And the control part 33 integrates and controls the whole so that each said component may operate
  • the drive means 23 of the mask stage 16 is driven by the mask stage drive controller 30 of the control unit 19, the mask stage 16 is moved by a distance L 2 in the arrow B direction shown in FIG. As a result, the first viewing window 12A is positioned above the line camera 17, and the first alignment mark 4A is selected.
  • a pair of fine lines 4a of the first alignment mark 4A is obtained from the luminance change in the longitudinal direction of the elongated light receiving part 24 of the line camera 17 by the image processing unit 26.
  • the positions of the thin lines 4b and the oblique thin lines 4c are detected, the distance between the thin lines 4a and 4c and the distance between the thin lines 4c and 4b are calculated by the calculation unit 28, and the mask stage 16 is controlled by the mask stage drive controller 30 so that both distances are equal.
  • the conveying means 13 is arranged so that the TFT substrate 8 having an amorphous silicon thin film formed on the surface thereof has an upper surface of the air stage 20 so that the pull-in mark 9 shown in FIG. In this state, the conveyance is started at a constant speed in the direction of arrow A.
  • the pull-in mark 9 is based on the position data of the thin line 9 b of the pull-in mark 9 detected by the image processing unit 26 and the position data of the pair of thin lines 4 a and 4 b of the first alignment mark 4 A.
  • the distance D between the center line parallel to the substrate transport direction of the thin wire 9b and the reference position (for example, the center position) of the first alignment mark 4A is calculated, and the alignment target value Ds 1 stored in the memory 27 is calculated.
  • the alignment means drive controller 31 drives and controls the alignment means 18 so that the distance D matches the alignment target value Ds 1, and moves the photomask 1 in the directions of arrows E and F in FIG.
  • the TFT substrate 8 and the photomask 1 are aligned in advance.
  • the laser light source drive controller 32 turns on the laser light source 14 for a certain period of time when receiving the lighting command. As a result, as shown in FIG. 7, the laser light 21 is condensed at the intersection between the data line 6 and the gate line 7 of the TFT substrate 8 by the microlens 3 of the photomask 1, and the amorphous silicon film at the intersection is annealed. Processed and polysiliconized.
  • the data line 6 of the TFT substrate 8 close to a predetermined reference position in the light receiving unit 24 of the line camera 17 is a specific data line.
  • the position of the specific data line 6 and the position of the pair of thin lines 4a and 4b of the first alignment mark 4A are detected.
  • a distance D between the center line of the specific data line 6 and the reference position (for example, the center position) of the first alignment mark 4A is calculated, and the distance D is the alignment target value stored in the memory 27.
  • the alignment means 18 is driven so as to match Ds 2 and the photomask 1 is moved in the directions of arrows E and F shown in FIG. 6 to align the TFT substrate 8 with the photomask 1.
  • the photomask 1 can follow the moving TFT substrate 8.
  • the pair of thin wires 4a and 4b of the first alignment mark 4A is farthest from both edges parallel to the substrate transport direction (arrow A direction) of the pixel 5 of the TFT substrate 8. Located on the center line parallel to the arrow A direction. Therefore, the pair of thin lines 4 a and 4 b can be easily detected without interfering with the data line 6 provided along the edge of the pixel 5. Therefore, the calculation of the reference position of the first alignment mark 4 is facilitated, and the photomask 1 can be made to accurately follow the moving TFT substrate 8.
  • the laser light source drive controller 32 each time the TFT substrate 8 moves by 2P 1 (P 1 is the arrangement pitch of the pixels 5 in the substrate transport direction) while the photomask 1 follows the moving TFT substrate 8, the laser light source drive controller 32.
  • the laser light source 14 is turned on for a certain time.
  • the amorphous silicon film at all the annealing target positions 34 on the TFT substrate 8 can be annealed to form polysilicon.
  • annealing target position 34 of the pixel 5 is a position on the gate line 7 that coincides with the center line parallel to the substrate transport direction (arrow A direction) as shown in FIG. transport direction may do it moved by (arrow a direction) and the arrangement pitch P 2 of the half pitch of the pixels 5 in the transverse direction in the same direction (P 2/2).
  • the pair of fine lines 4a and 4b of the first alignment mark 4A interfere with the data line 6 of the TFT substrate 8 as shown in FIG. It cannot be detected separately from the data line 6. Therefore, the reference position of the first alignment mark 4A cannot be calculated, and the photomask 1 cannot follow the moving TFT substrate 8.
  • the mask stage 16 moves in the arrow C direction shown in FIG. 3 by a distance L 2 by driving the driving unit 23 by the mask stage drive controller 30, is detected by a line camera 17
  • the alignment mark 4 is switched from the first alignment mark 4A to the second alignment mark 4B.
  • the photomask 1 can be made to follow the moving TFT substrate 8 by using the second alignment mark 4B, and the TFT substrate 8 having a different annealing target position 34 can be used by using the same photomask 1. Can be annealed with high positional accuracy.
  • the third alignment mark 4C formed on the photomask 1 may be selected corresponding to the target position. Also in this case, in a state where the TFT substrate 8 and the photomask 1 are aligned, the pair of fine wires 4a and 4b of the third alignment mark 4C are separated from both edge portions parallel to the substrate transport direction of the pixels 5. Since it is located in the middle of the pixel 5, the pair of thin lines 4a and 4b and the data line 6 do not interfere with each other, the detection of the third alignment mark 4C is facilitated, and the photomask 1 is moved to the moving TFT substrate 8. Can be followed.
  • the substrate is the TFT substrate 8
  • the present invention is not limited to this, and the substrate is applied to the surface by irradiating a plurality of positions on the substrate with the laser light 21. Any thin film can be used as long as it is intended to anneal the thin film.
  • the photomask 1 of the present invention is applied to a laser annealing apparatus.
  • the present invention is not limited to a laser annealing apparatus, and is also applied to an exposure apparatus that exposes a photosensitive material applied on a substrate. can do.
  • the laser light source 14 of the laser annealing apparatus may be replaced with an exposure light source composed of a xenon lamp that emits ultraviolet light, an ultrahigh pressure mercury lamp, or a laser light source that emits ultraviolet light.
  • the photomask 1 is moved in the substrate transport direction in accordance with a plurality of exposure target positions set in advance on the substrate, and one alignment mark 4 is selected from the plurality of alignment marks 4, and the one alignment is performed.
  • the photomask 1 can be irradiated with ultraviolet rays to expose a plurality of exposure target positions on the substrate.
  • a plurality of mask pattern rows of the photomask 1 are provided, and each mask pattern of the mask pattern row on the front side in the substrate transport direction among the plurality of mask pattern rows of the photomask 1 whose exposure target position on the front side in the substrate transport direction is provided. 2 is irradiated for a certain period of time, and thereafter, each time the substrate is moved by a distance equal to the arrangement pitch P 1 of the mask pattern 2 in the substrate conveyance direction, the ultraviolet light is irradiated for a certain period of time.
  • the exposure target position can be subjected to multiple exposure. Therefore, the power of the exposure light source can be reduced to reduce the burden on the light source, and the life of the light source can be extended.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

　本発明は、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２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４ａ，４ｂを備えた構造をなし、複数のマスクパターン２に対して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、一対の細線４ａ，４ｂ間に予め設定された基準位置が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４と、を備えたものである。これにより、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も、移動中の基板に対する追従性を良好にする。

Description

フォトマスク及びそれを使用するレーザアニール装置並びに露光装置
　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。
　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）。
特開２００８－２１６５９３号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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）は平面図で、（ｂ）は（ａ）のＸ－Ｘ線断面図である。 ＴＦＴ基板の概略構成を示す平面図である。 本発明のレーザアニール装置の概略構成を示す部分断面正面図である。 上記レーザアニール装置の制御手段の構成を示すブロック図である。 上記ＴＦＴ基板に設けられた引込みマークを使用してＴＦＴ基板とフォトマスクとの事前の位置合わせを説明する平面図である。 移動中のＴＦＴ基板に対するフォトマスクの追従を説明する平面図である。 ＴＦＴ基板のアニール目標位置とフォトマスクの第１のアライメントマークとの位置関係を示す説明図である。 ＴＦＴ基板の別のアニール目標位置とフォトマスクの第２のアライメントマークとの位置関係を示す説明図である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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の中心位置との間の距離の目標値である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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
 

Claims (10)

  1. 　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、
    を設けたことを特徴とするフォトマスク。
  2. 　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とを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
  3. 　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とを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
  4. 　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ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のフォトマスク。
  5. 　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、
    を備えたことを特徴とするレーザアニール装置。
  6. 　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とを特徴とする請求項５記載のレーザアニール装置。
  7. 　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ことを特徴とする請求項５又は６記載のレーザアニール装置。
  8. 　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、
    を備えたことを特徴とする露光装置。
  9. 　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とを特徴とする請求項８記載の露光装置。
  10. 　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ことを特徴とする請求項８又は９記載の露光装置。
     
PCT/JP2011/062135 2010-06-17 2011-05-26 フォトマスク及びそれを使用するレーザアニール装置並びに露光装置 WO2011158630A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201180029636.3A CN102947760B (zh) 2010-06-17 2011-05-26 光掩模和使用它的激光退火装置以及曝光装置
KR1020127034458A KR101780368B1 (ko) 2010-06-17 2011-05-26 포토마스크 및 그것을 사용하는 레이저 어닐링 장치 및 노광 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-137976 2010-06-17
JP2010137976A JP5344766B2 (ja) 2010-06-17 2010-06-17 フォトマスク及びそれを使用するレーザアニール装置並びに露光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011158630A1 true WO2011158630A1 (ja) 2011-12-22

Family

ID=45348039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/062135 WO2011158630A1 (ja) 2010-06-17 2011-05-26 フォトマスク及びそれを使用するレーザアニール装置並びに露光装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5344766B2 (ja)
KR (1) KR101780368B1 (ja)
CN (1) CN102947760B (ja)
TW (1) TWI512388B (ja)
WO (1) WO2011158630A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI701517B (zh) * 2014-12-23 2020-08-11 德商卡爾蔡司Ｓｍｔ有限公司 光學構件
JP2019046910A (ja) * 2017-08-31 2019-03-22 株式会社ブイ・テクノロジー レーザアニール装置及びレーザアニール方法
CN109062001B (zh) * 2018-08-27 2022-04-08 京东方科技集团股份有限公司 一种掩膜版
CN109742044B (zh) * 2019-01-11 2022-04-12 京东方科技集团股份有限公司 一种激光退火装置、阵列基板、显示装置及制作方法
CN110767576B (zh) * 2019-10-17 2022-10-21 上海华力集成电路制造有限公司 激光退火设备及激光退火工艺
US11275312B1 (en) * 2020-11-30 2022-03-15 Waymo Llc Systems and methods for verifying photomask cleanliness

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008216593A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 V Technology Co Ltd 露光方法及び露光装置
WO2010140505A1 (ja) * 2009-06-03 2010-12-09 株式会社ブイ・テクノロジー レーザアニール方法及びレーザアニール装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4040210B2 (ja) * 1999-06-30 2008-01-30 株式会社東芝 露光方法、レチクル及び半導体装置の製造方法
TWI227913B (en) * 2003-05-02 2005-02-11 Au Optronics Corp Method of fabricating polysilicon film by excimer laser crystallization process
JP4754924B2 (ja) * 2005-10-07 2011-08-24 株式会社ブイ・テクノロジー 露光装置
JP4992967B2 (ja) * 2007-03-15 2012-08-08 富士通株式会社 表示パネル、積層型表示素子及びその製造方法
JP4897006B2 (ja) * 2008-03-04 2012-03-14 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． アラインメントマークを設ける方法、デバイス製造方法及びリソグラフィ装置
JP2009251290A (ja) 2008-04-07 2009-10-29 V Technology Co Ltd 露光装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008216593A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 V Technology Co Ltd 露光方法及び露光装置
WO2010140505A1 (ja) * 2009-06-03 2010-12-09 株式会社ブイ・テクノロジー レーザアニール方法及びレーザアニール装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201214022A (en) 2012-04-01
CN102947760B (zh) 2015-05-13
KR101780368B1 (ko) 2017-09-21
CN102947760A (zh) 2013-02-27
JP2012003038A (ja) 2012-01-05
JP5344766B2 (ja) 2013-11-20
TWI512388B (zh) 2015-12-11
KR20130113356A (ko) 2013-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101650113B1 (ko) 노광 장치 및 포토마스크
TWI492306B (zh) 雷射退火方法及雷射退火裝置
JP5344766B2 (ja) フォトマスク及びそれを使用するレーザアニール装置並びに露光装置
TWI481971B (zh) 曝光方法及曝光裝置
JP5224343B2 (ja) レーザ加工装置
TW201732444A (zh) 曝光裝置、曝光系統、基板處理方法、以及元件製造裝置
US9030646B2 (en) Exposure apparatus and photomask used therein
WO2007018029A1 (ja) 露光装置及び被露光体
JP4971835B2 (ja) 露光方法及び露光装置
JP4874876B2 (ja) 近接スキャン露光装置及びその露光方法
JP2009075142A (ja) 露光方法
KR101674133B1 (ko) 포토마스크
JP4822977B2 (ja) ブラックマトリクスのパターン形成方法及び露光装置
JP4738887B2 (ja) 露光装置
WO2020213341A1 (ja) レンズユニット及びこのレンズユニットを備える光照射装置
WO2018189900A1 (ja) 光照射装置
WO2018189899A1 (ja) 光照射装置
JP5256434B2 (ja) 近接露光装置
JP2010048986A (ja) 露光装置及びそれに使用するフォトマスク
JP2007052239A (ja) 露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180029636.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11795538

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127034458

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11795538

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1