專利名稱：激光退火方法及激光退火裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及利用微透鏡陣列對激光進行聚光以僅對非晶硅膜的薄膜晶體管形成區(qū)域進行退火的激光退火方法，詳細而言，涉及跟蹤被搬送的基板的移動而移動微透鏡陣列以提高激光的照射位置精度的激光退火方法及激光退火裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的激光退火方法如下利用微透鏡陣列形成多條激光束，并且，對應每條光束形成焦點，將該光束的各焦點轉(zhuǎn)印到非晶硅膜表面?zhèn)纫允蛊涑上瘢ㄟ^朝向非晶硅膜表面照射光束來進行激光處理，從而使薄膜晶體管(以下稱為“TFT”)形成區(qū)域的非晶硅膜多晶硅化(例如參照專利文獻1)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2004-311906號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，對于上述現(xiàn)有的激光退火方法而言，由于該方法為利用微透鏡陣列匯聚激光以便僅對多個TFT形成區(qū)域的非晶硅膜進行退火處理，因此，具有激光的利用效率增高的優(yōu)點，但上述方法并未公開如下技術(shù)跟蹤在彎彎曲曲地行進的同時被搬送的基板的移動而使微透鏡陣列移動，并且將微透鏡陣列的各透鏡定位于各TFT形成區(qū)域并照射激光。 因此，在搬送一邊長為Im以上的大型基板的同時進行退火時，當利用搬送機構(gòu)的機械精度使基板彎彎曲曲地行進的同時對其進行搬送時，恐怕無法僅對各TFT形成區(qū)域可靠地進行退火處理。于是，本發(fā)明的目的在于為解決上述問題而提供一種跟蹤被搬送的基板的移動而使微透鏡陣列移動以提高激光的照射位置精度的激光退火方法及激光退火裝置。用于解決課題的手段為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種激光退火方法，利用透鏡陣列的多個透鏡將激光聚光到在基板上以規(guī)定的排列間距設定成矩陣狀的多個薄膜晶體管(以下稱為 “TFT”)形成區(qū)域，以對各所述TFT形成區(qū)域的非晶硅膜進行退火處理，所述激光退火方法的特征在于，在沿著被設定成所述矩陣狀的TFT形成區(qū)域的縱橫方向的任一排列方向搬送所述基板的同時利用拍攝機構(gòu)對所述基板表面進行拍攝，并基于該拍攝圖像檢測在基板表面預先設定的對準基準位置；將與多個所述TFT形成區(qū)域?qū)匮刂c所述基板的搬送方向交叉的方向配置有多個透鏡的至少一列透鏡陣列，沿著與所述基板的搬送方向交叉的方向移動，以所述對準基準位置為基準對所述透鏡陣列的透鏡和所述基板的TFT形成區(qū)域進行對位；當所述基板移動而使所述TFT形成區(qū)域到達所述透鏡陣列的對應透鏡的正下方時，向所述透鏡陣列照射所述激光。
根據(jù)如上所述的構(gòu)成，在沿著被設定成矩陣狀的TFT形成區(qū)域的縱橫方向的任一排列方向搬送基板的同時利用拍攝機構(gòu)對基板表面進行拍攝，并基于該拍攝圖像檢測在基板表面預先設定的對準基準位置；將與多個TFT形成區(qū)域?qū)匮刂c基板的搬送方向交叉的方向配置有多個透鏡的至少一列透鏡陣列，沿著與基板的搬送方向交叉的方向移動， 以對準基準位置為基準對透鏡陣列的透鏡和基板的TFT形成區(qū)域進行對位；當基板移動而使TFT形成區(qū)域到達透鏡陣列的對應透鏡的正下方時，向透鏡陣列照射所述激光，從而利用多個透鏡使激光聚光以對各TFT形成區(qū)域的非晶硅膜進行退火處理。另外，所述透鏡陣列由在與所述基板的搬送方向交叉的方向上按照該方向的所述 TFT形成區(qū)域的排列間距的兩倍以上的整數(shù)倍間距并列設置透鏡而得到的多列透鏡列構(gòu)成，并且所述透鏡陣列具有如下結(jié)構(gòu)將后續(xù)的透鏡列沿著多個所述透鏡的所述并列設置方向錯開預先確定的尺寸而形成，以便對位于所述基板的搬送方向前頭側(cè)的所述透鏡列的各透鏡間進行增補。由此，可以利用如下的透鏡陣列，即由在與基板的搬送方向交叉的方向上按照該方向的TFT形成區(qū)域的排列間距的兩倍以上的整數(shù)倍間距并列設置透鏡而得到的多列透鏡列構(gòu)成，并且具有如下結(jié)構(gòu)將后續(xù)的透鏡列沿著多個透鏡的并列設置方向錯開預先確定的尺寸而形成，以便對位于基板的搬送方向前頭側(cè)的透鏡列的各透鏡間進行增補。利用如上所述的透鏡陣列可以將激光聚光到各TFT形成區(qū)域的非晶硅膜上。并且，所述基板是在縱橫方向上形成有配線且在該縱橫方向的配線的交叉部設定有所述TFT形成區(qū)域的TFT基板，所述對準基準位置設定在與所述TFT基板的搬送方向平行的配線的緣部。由此，以在與TFT基板的搬送方向平行的配線的緣部設定的對準基準位置為基準，對透鏡陣列的透鏡和TFT基板的TFT形成區(qū)域進行對位，所述TFT基板為在縱橫方向的配線的交叉部設定有所述TFT形成區(qū)域的基板。另外，本發(fā)明提供一種激光退火裝置，利用透鏡陣列的多個透鏡將激光聚光到在基板上以規(guī)定的排列間距設定成矩陣狀的多個TFT形成區(qū)域，以對各所述TFT形成區(qū)域的非晶硅膜進行退火處理，所述激光退火裝置的特征在于，具有搬送機構(gòu)，其沿著被設定成所述矩陣狀的TFT形成區(qū)域的縱橫方向的任一排列方向以一定速度搬送所述基板；激光光源，其發(fā)射所述激光；透鏡陣列，其由在平行于所述基板面的面內(nèi)且在與所述基板的搬送方向交叉的方向上，與該方向的多個所述TFT形成區(qū)域?qū)夭⒘性O置的至少一列的多個聚光透鏡構(gòu)成；拍攝機構(gòu)，其將相對于激光利用所述透鏡陣列進行聚光的聚光位置朝與所述基板的搬送方向相反的方向離開一定距離后所處的位置作為拍攝位置，對所述基板表面進行拍攝；對準機構(gòu)，其使所述透鏡陣列沿著與所述基板的搬送方向交叉的方向移動以對所述透鏡陣列的透鏡和所述基板的TFT形成區(qū)域進行對位；以及控制機構(gòu)，其對各所述構(gòu)成部件進行驅(qū)動控制，所述控制機構(gòu)如下進行控制對拍攝搬送過程中的所述基板表面并自所述拍攝機構(gòu)依次輸入的圖像進行處理，以檢測出在所述基板表面預先設定的對準基準位置，并以該對準基準位置為基準，進行所述透鏡陣列的透鏡和所述基板的TFT形成區(qū)域的對位，當所述基板移動而使所述TFT形成區(qū)域到達所述透鏡陣列的對應透鏡的正下方時， 自所述激光光源朝向所述透鏡陣列發(fā)射激光。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，利用控制機構(gòu)如下進行控制對拍攝搬送過程中的所述基板表面并自拍攝機構(gòu)依次輸入的圖像進行處理，以檢測出在基板表面預先設定的對準基準位置，驅(qū)動控制對準機構(gòu)以使透鏡陣列沿著與基板的搬送方向交叉的方向移動，并以該對準基準位置為基準，進行透鏡陣列的透鏡和基板的TFT形成區(qū)域的對位，當利用搬送機構(gòu)移動基板而使TFT形成區(qū)域到達透鏡陣列的對應透鏡的正下方時，自激光光源朝向透鏡陣列發(fā)射激光，從而可以利用透鏡陣列的多個透鏡將激光聚光到在基板上以規(guī)定的排列間距設定成矩陣狀的多個TFT形成區(qū)域，以對各TFT形成區(qū)域的非晶硅膜進行退火處理。并且，所述透鏡陣列由在與所述基板的搬送方向交叉的方向上按照該方向的所述 TFT形成區(qū)域的排列間距的兩倍以上的整數(shù)倍間距并列設置透鏡而得到的多列透鏡列構(gòu)成，并且所述透鏡陣列具有如下結(jié)構(gòu)將后續(xù)的透鏡列沿著多個所述透鏡的所述并列設置方向錯開預先確定的尺寸而形成，以便對位于所述基板的搬送方向前頭側(cè)的所述透鏡列的各透鏡間進行增補。由此，可以利用如下的透鏡陣列，即由在與基板的搬送方向交叉的方向上按照該方向的TFT形成區(qū)域的排列間距的兩倍以上的整數(shù)倍間距并列設置透鏡而得到的多列透鏡列構(gòu)成，并且具有如下結(jié)構(gòu)將后續(xù)的透鏡列沿著多個透鏡的并列設置方向錯開預先確定的尺寸而形成，以便對位于基板的搬送方向前頭側(cè)的透鏡列的各透鏡間進行增補。利用如上所述的透鏡陣列可以將激光聚光到各TFT形成區(qū)域的非晶硅膜上。而且，所述基板是在縱橫方向上形成有多條配線且在該多條配線的交叉部設定有所述TFT形成區(qū)域的TFT基板，所述對準基準位置設定在與所述TFT基板的搬送方向平行的配線的一側(cè)的緣部。由此，以在與TFT基板的搬送方向平行的配線的緣部設定的對準基準位置為基準，對透鏡陣列的透鏡和TFT基板的TFT形成區(qū)域進行對位，所述TFT基板為在縱橫方向的配線的交叉部設定有所述TFT形成區(qū)域的基板。發(fā)明效果根據(jù)第一方面或第四方面的發(fā)明，可以跟蹤被搬送的基板的移動來移動微透鏡陣列，從而可以提高激光的照射位置精度。因此，在搬送一邊長為Im以上的大型基板的同時進行退火時，當利用搬送機構(gòu)的機械精度使基板彎彎曲曲地行進的同時對其進行搬送時， 也能夠僅對各TFT形成區(qū)域可靠地進行退火處理。另外，根據(jù)第二方面或第五方面的發(fā)明，可以增大透鏡陣列的各透鏡的形狀以增大激光的取入量，從而可以增大朝向非晶硅膜照射的激光的照射能量。因此，可以減輕發(fā)射激光的激光光源的負擔，并可以提高裝置的可靠性。另外，根據(jù)第三方面或第六方面的發(fā)明，在搬送基板的同時，能夠以設于液晶顯示面板或有機EL顯示面板的TFT基板的沿基板搬送方向連續(xù)延伸的配線的緣部為基準始終進行透鏡和TFT形成區(qū)域的對位，從而能夠進一步提高透鏡和TFT形成區(qū)域的對位精度。


圖1是表示本發(fā)明的激光退火裝置的實施方式的簡略圖。圖2是表示本發(fā)明的激光退火裝置所使用的TFT基板的俯視圖。圖3是表示構(gòu)成本發(fā)明的激光退火裝置的微透鏡陣列的一構(gòu)成例且表示其與拍攝機構(gòu)的位置關(guān)系的說明圖。圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明的激光退火裝置的控制機構(gòu)的一構(gòu)成例的框圖。圖5是表示對上述TFT基板的柵極線的緣部進行檢測的說明圖。圖6是表示本發(fā)明的激光退火方法的流程圖。圖7是表示上述TFT基板的所有TFT形成區(qū)域利用微透鏡陣列依次進行激光退火的形態(tài)的說明圖。圖8是用于說明利用上述微透鏡陣列對TFT基板的TFT形成區(qū)域進行退火處理的剖面圖。圖9是用于說明將利用本發(fā)明的激光退火方法退火而形成的多晶硅膜蝕刻成一定形狀的工序的剖面圖。
具體實施例方式以下，基于附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示本發(fā)明的激光退火裝置的實施方式的簡略圖。該激光退火裝置利用微透鏡陣列對激光進行聚光，以便僅對在基板上成膜的非晶硅膜的TFT形成區(qū)域進行退火，所述激光退火裝置具有搬送機構(gòu)1、激光光源2、微透鏡陣列3、拍攝機構(gòu)4、對準機構(gòu)5、控制機構(gòu)6。在此，如圖2所示，上述基板是在縱橫方向上形成有多條數(shù)據(jù)線7及柵極線8且在該數(shù)據(jù)線7和柵極線8的交叉部在柵極電極30 (參照圖8)上設定有TFT形成區(qū)域9的TFT 基板10，多個TFT形成區(qū)域9按照與像素11的排列間距相同的排列間距(朝向箭頭A方向，橫向間距為W、縱向間距L)設定成矩陣狀。而且，在TFT基板10上，成為TFT形成區(qū)域 9與后述微透鏡陣列3的微透鏡15的對位基準的對準基準位置被設定在與基板搬送方向 (箭頭A方向)平行的例如數(shù)據(jù)線7的緣部。具體而言，在本實施方式中，上述對準基準位置被設定在朝向基板搬送方向(箭頭A方向)而位于左端的數(shù)據(jù)線7的右側(cè)緣部。此時， 數(shù)據(jù)線7的右側(cè)緣部和TFT形成區(qū)域9的中心之間的水平距離由設計值來確定。上述搬送機構(gòu)1構(gòu)成為，將TFT基板10載置于上表面并沿著上述TFT形成區(qū)域9 的縱橫方向的任一排列方向例如圖2所示的箭頭A方向以一定速度進行搬送。所述搬送機構(gòu)1將多個單元載置臺12沿著TFT基板10的搬送方向(以下稱為“基板搬送方向”)并列設置，所述單元載置臺12在上表面具有噴出氣體的多個噴出孔和吸引氣體的多個吸引孔。 所述搬送機構(gòu)1以根據(jù)氣體的噴出和吸引之間的平衡而使TFT基板10在多個單元載置臺 12上浮起一定量的狀態(tài)，利用搬送輥13對TFT基板10的兩端緣部進行支承并將其搬送。在上述搬送機構(gòu)1的上方設置有激光光源2。該激光光源2是例如以50Hz的重復周期發(fā)射例如波長為308nm或353nm的激光14的準分子激光器。在自上述激光光源2發(fā)射的激光14的光路上，設置有微透鏡陣列3。該微透鏡陣列3將激光14聚光到在TFT基板10上設定的多個TFT形成區(qū)域9，如圖3 (a)所示，該微透鏡陣列3具有如下結(jié)構(gòu)將在與TFT基板10表面平行的面內(nèi)按照所設定的多個TFT形成區(qū)域9的排列間距W的兩倍以上的整數(shù)倍間距(在圖3中用2W表示)與基板搬送方向(圖 2所示的箭頭A方向)交叉地并列設置微透鏡15而構(gòu)成的例如6列透鏡列，彼此離開距離 L地平行配置，并且，具有如下結(jié)構(gòu)將后續(xù)的3列透鏡列(以下稱為“第二透鏡群17”)沿著微透鏡15的并列設置方向錯開規(guī)定尺寸(在圖3中用W表示)而形成，以便對位于基板搬送方向前頭側(cè)的3列透鏡列(以下稱為“第一透鏡群16”)的各透鏡間進行增補。微透鏡陣列3的具體構(gòu)成例如圖3(b)所示，在透明的基板34的一表面形成有多個微透鏡15，在另一表面形成有與微透鏡15對應地具有開口部的不透明的遮光膜35。并且，在遮光膜35上，朝與第二透鏡群17的基板搬送方向相反的方向離開一定距離地形成有平行于透鏡列的細長狀開口窗36。而且，在該開口窗36內(nèi)設置有N形的對準標記37。該對準標記37用于與TFT基板10進行對位，使傾斜的細線37a的平行于基板搬送方向的中心線與第一或第二透鏡群16、17中的任一透鏡群的微透鏡15的中心一致，并將左右的平行的細線37b配置成與基板搬送方向平行。由此，微透鏡陣列3的各微透鏡15相對于對準標記37的中心構(gòu)成一定的位置關(guān)系。S卩，各微透鏡15在與基板搬送方向垂直的方向上距對準標記37中心的水平距離構(gòu)成nW(n為1以上的整數(shù))的關(guān)系。在上述搬送機構(gòu)1的鄰接的單元載置臺12之間，對應于上述微透鏡陣列3的開口窗36而設置有拍攝機構(gòu)4。該拍攝機構(gòu)4將相對于由微透鏡陣列3得到的激光14的聚光位置向與基板搬送方向相反的方向離開一定距離后所處的位置作為拍攝位置，自TFT基板 10的背面?zhèn)韧高^基板對形成于表面上的配線圖案及微透鏡陣列3的對準標記37同時進行拍攝。所述拍攝機構(gòu)4為具有與在圖3中用箭頭A表示的基板搬送方向交叉地呈一直線狀排列的多個受光元件的線陣相機(線陣CCD)，使線狀受光面的長軸的中心線和微透鏡陣列 3的對準標記37的與基板搬送方向交叉的中心線一致，并且，相對于微透鏡陣列3的例如第二透鏡群17的位于基板搬送方向前頭側(cè)的透鏡列17a隔著距離D而設置。設置有能夠使上述微透鏡陣列3沿著與基板搬送方向交叉的方向移動的對準機構(gòu)5。該對準機構(gòu)5使微透鏡陣列3移動，以使預先設定于TFT基板10的數(shù)據(jù)線7的對準基準位置(以下稱為“基板側(cè)對準基準位置”)和微透鏡陣列3的對準標記37的傾斜細線 37a的中心位置(以下稱為“透鏡側(cè)對準基準位置”)之間的距離達到預先確定的值，所述對準機構(gòu)5用于進行微透鏡陣列3的各微透鏡15和TFT基板10的TFT形成區(qū)域9的對位， 例如具有使微透鏡陣列3沿與基板搬送方向(箭頭A方向)交叉的方向移動的載置臺及電動機。另外，根據(jù)需要，也可以具有使微透鏡陣列3以其光軸為中心在一定的角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)的其他電動機。需要說明的是，在圖1中，附圖標記18表示使自激光光源2發(fā)射的激光14的橫截面內(nèi)強度分布均勻化的均化器，附圖標記19表示使激光14形成為平行光并照射到微透鏡陣列3的聚焦透鏡。另外，附圖標記20表示對拍攝機構(gòu)4的拍攝位置進行照明的照明用光源。以接線到上述搬送機構(gòu)1、激光光源2、拍攝機構(gòu)4及對準機構(gòu)5的方式設置有控制機構(gòu)6。該控制機構(gòu)6如下進行控制對利用拍攝機構(gòu)4同時拍攝的基板表面及微透鏡陣列3的對準標記37的一維圖像實時處理，對設定于TFT基板10的數(shù)據(jù)線7的基板側(cè)對準基準位置及微透鏡陣列3的透鏡側(cè)對準基準位置進行檢測，驅(qū)動對準機構(gòu)5使微透鏡陣列 3沿與基板搬送方向交叉的方向移動以使上述基板側(cè)對準基準位置和透鏡側(cè)對準基準位置之間的距離達到預先確定的值，進行微透鏡陣列3的各微透鏡15和TFT基板10的TFT形成區(qū)域9的對位，當基于拍攝機構(gòu)4的拍攝圖像檢測到TFT基板10的柵極線8的緣部與對準標記37的中心一致后，使TFT基板10移動一定距離或者經(jīng)過一定時間，當使TFT形成區(qū)域9到達微透鏡陣列3的對應透鏡的正下方時，使激光光源2點亮一定時間以使激光14照射到微透鏡陣列3。如圖4所示，該控制機構(gòu)6具有圖像處理部21、存儲器22、運算部23、 搬送機構(gòu)驅(qū)動控制器對、對準機構(gòu)驅(qū)動控制器25、激光光源驅(qū)動控制器沈、控制部27。在此，圖像處理部21對利用拍攝機構(gòu)4拍攝的一維圖像實時處理并檢測拍攝機構(gòu) 4的多個受光元件的排列方向(長軸方向)上的亮度變化，檢測設定于TFT基板10的數(shù)據(jù)線7的基板側(cè)對準基準位置及微透鏡陣列3的透鏡側(cè)對準基準位置，并且基于拍攝機構(gòu)4的拍攝圖像檢測TFT基板10的柵極線8的緣部是否與對準標記37的中心一致。另外，存儲器22例如存儲如下數(shù)值微透鏡陣列3的第二透鏡群17的位于基板搬送方向前頭側(cè)的透鏡列17a和拍攝機構(gòu)4之間的距離D ；微透鏡陣列3的第一透鏡群16及第二透鏡群17各自的位于基板搬送方向前頭側(cè)的透鏡列16a、17a之間的距離(例如，在圖 3中為3L)；用于進行TFT基板10和微透鏡陣列3的對位的對準基準值；以及自檢測到TFT 基板10的柵極線8的緣部開始至使激光光源2點亮這期間TFT基板10移動的距離或經(jīng)過時間等。并且，運算部23用于運算由圖像處理部21檢測到的TFT基板10的基板側(cè)對準基準位置和微透鏡陣列3的透鏡側(cè)對準基準位置之間的位置偏移量。另外，搬送機構(gòu)驅(qū)動控制器M根據(jù)一定周期的脈沖來控制搬送機構(gòu)的驅(qū)動以便按照一定速度搬送TFT基板10。另外，對準機構(gòu)驅(qū)動控制器25將由運算部23算出的TFT基板10的基板側(cè)對準基準位置和微透鏡陣列3的透鏡側(cè)對準基準位置之間的位置偏移量與自存儲器22讀出的對準基準值進行比較，驅(qū)動對準機構(gòu)5使微透鏡陣列3沿與基板搬送方向交叉的方向移動，以使上述位置偏移量與對準基準值一致。并且，激光光源驅(qū)動控制器沈用于控制激光光源2的點亮及熄滅。另外，控制部 27對整體進行綜合控制以使上述各構(gòu)成部件適當?shù)毓ぷ?。接下來，對如上所述?gòu)成的激光退火裝置的工作進行說明。首先，操作0到9的數(shù)字鍵等輸入機構(gòu)，在存儲器22中存儲微透鏡陣列3的第二透鏡群17的位于基板搬送方向前頭側(cè)的透鏡列17a和拍攝機構(gòu)4之間的距離D ；微透鏡陣列3的第一透鏡群16及第二透鏡群17各自的位于基板搬送方向前頭側(cè)的透鏡列16a、17a 之間的距離3L ；用于進行TFT基板10和微透鏡陣列3的對位的對準基準值；以及自檢測到 TFT基板10的柵極線8的緣部開始至使激光光源2點亮這期間TFT基板10移動的距離或經(jīng)過時間等。接下來，將覆蓋整個表面地形成非晶硅膜而得到的TFT基板10，以使非晶硅膜處于上方并使數(shù)據(jù)線7與搬送方向平行的方式進行定位并載置于搬送機構(gòu)1的上表面。接著，在啟動開關(guān)被開啟時，在使TFT基板10在搬送機構(gòu)1的上表面浮起一定量的狀態(tài)下，利用搬送機構(gòu)驅(qū)動控制器M對搬送機構(gòu)1進行脈沖控制以便按照一定速度沿圖 1所示的箭頭A方向搬送TFT基板10。接下來，當TFT基板10到達拍攝機構(gòu)4的上方時，利用拍攝機構(gòu)4透過TFT基板 10對形成于TFT基板10表面的數(shù)據(jù)線7及柵極線8以及微透鏡陣列3的對準標記37同時進行拍攝。接著，利用圖像處理部21對由拍攝機構(gòu)4拍攝并依次輸入的一維圖像實時處理，如圖5所示，當檢測到TFT基板10的柵極線8的緣部8a與微透鏡陣列3的對準標記37 的中心一致時，以該檢測時刻為基準，對例如搬送機構(gòu)驅(qū)動控制器M的脈沖進行計數(shù)并開始計測TFT基板10的移動距離，或以上述檢測時刻為基準開始計時經(jīng)過時間。在此，如圖5所示，通過捕捉對準標記37兩側(cè)的平行細線37b之間的柵極線8的緣部8a中由傾斜的細線37a切斷而得到的朝向基板搬送方向處于左右的尺寸8b、8c變得相等的瞬間，可以檢測TFT基板10的柵極線8的緣部8a和微透鏡陣列3的對準標記37中心的一致。
以下，參照圖6的流程圖說明本發(fā)明的激光退火方法。首先，在步驟Sl中，以圖像處理部21對由拍攝機構(gòu)4拍攝的一維圖像實時處理， 根據(jù)拍攝機構(gòu)4的多個受光元件的排列方向(長軸方向)上的亮度變化，檢測多條數(shù)據(jù)線7 朝向基板搬送方向的右側(cè)緣部的位置、及微透鏡陣列3的對準標記37的傾斜細線37a的中心位置(透鏡側(cè)對準基準位置)。接著，自檢測到的多條數(shù)據(jù)線7的右側(cè)緣部中，例如將朝向基板搬送方向處于左端的數(shù)據(jù)線7的右側(cè)緣部的位置作為基板側(cè)對準基準位置而特定。在步驟S2中，以運算部23運算上述特定的基板側(cè)對準基準位置和上述透鏡側(cè)對準基準位置之間的位置偏移量，比較該位置偏移量和存儲在存儲器22中的對準基準值。接下來，利用對準機構(gòu)驅(qū)動控制器25驅(qū)動對準機構(gòu)5以使上述位置偏移量和對準基準值一致，使微透鏡陣列3沿與基板搬送方向交叉的方向移動以進行微透鏡15和TFT形成區(qū)域9 的對位。在步驟S3中，檢測到位于搬送方向前頭側(cè)的柵極線8的緣部8a與對準標記37的中心一致后，使TFT基板10移動一定距離或經(jīng)過一定時間，如圖7 (a)所示，若位于搬送方向前頭側(cè)的一列TFT形成區(qū)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(cè)的透鏡列17a的正下方，則激光光源驅(qū)動控制器沈進行驅(qū)動以使激光光源2點亮一定時間， 激光14照射到微透鏡陣列3，從而對與第二透鏡群17對應的TFT形成區(qū)域9的非晶硅膜進行退火。具體而言，如圖8(a)所示，激光14利用微透鏡15聚光到柵極電極30上的TFT形成區(qū)域9，對TFT形成區(qū)域9的非晶硅膜觀進行退火。即，利用激光14的照射，如圖8(b) 所示，TFT形成區(qū)域9的非晶硅膜觀熔融，此后在激光光源2熄滅的同時熔融的非晶硅膜 28a急速冷卻而再結(jié)晶，并形成多晶硅膜。此時，由第一透鏡群16得到的激光14的照射位置處于像素11的形成區(qū)域外，成為所謂的無用照射(空打6 )。需要說明的是，在圖8中， 附圖標記四表示玻璃基板，附圖標記31表示SiN絕緣膜。在步驟S4中，利用搬送機構(gòu)驅(qū)動控制器M對搬送機構(gòu)1進行脈沖控制，每當TFT 基板10移動與微透鏡陣列3的第一透鏡群16及第二透鏡群17各自的位于基板搬送方向前頭側(cè)的透鏡列16a、17a之間的距離3L相等的距離時，利用激光光源驅(qū)動控制器沈驅(qū)動激光光源2以使其點亮一定時間。由此，設定于TFT基板10上的所有TFT形成區(qū)域9依次退火而多晶硅化，從而形成多晶硅膜32 (參照圖9)。另外，圖7(b)表示自圖7(a)的狀態(tài)使 TFT基板10移動距離3L后所處的狀態(tài)，表示與第二透鏡群17對應的TFT形成區(qū)域9之間的TFT形成區(qū)域9利用第一透鏡群16被退火后的狀態(tài)。在本實施方式中，在TFT基板10的搬送過程中，始終進行上述步驟S3中的微透鏡陣列3的微透鏡15和TFT基板10的TFT形成區(qū)域9的對位。因此，即便TFT基板10 —邊左右擺動一邊被搬送，也能夠跟蹤基板的移動使微透鏡15處于TFT形成區(qū)域9上。由此， 能夠僅對TFT形成區(qū)域9的非晶硅膜觀可靠地進行退火并形成多晶硅膜32。當TFT基板10的退火結(jié)束時，如圖9(a)所示，在柵極電極30上的多晶硅膜32上形成一定形狀的抗蝕掩模33后，如圖9(b)所示，抗蝕掩模33周邊的非晶硅膜觀及多晶硅膜32以及在它們下方形成的SiN絕緣膜31利用公知的蝕刻技術(shù)被蝕刻而除去。接著，通過除去抗蝕掩模33，如圖9 (c)所示，制成在柵極電極30上形成有具有一定形狀的多晶硅膜 32的TFT基板10。此后，若在多晶硅膜32上形成源極電極及漏極電極，則完成低溫多晶硅薄膜晶體管基板。
另外，在上述實施方式中，對如下情況進行了說明，即對在整個面形成有非晶硅膜 28的TFT基板10的TFT形成區(qū)域9進行退火以使其多晶硅化，此后，以剩下TFT形成區(qū)域 9的規(guī)定形狀的多晶硅膜32的方式將其周邊的不需要的膜蝕刻，但本發(fā)明并不限于此，也能夠以剩下TFT形成區(qū)域9的一定形狀的非晶硅膜觀的方式將其周邊的不需要的膜除去后，對上述剩下的非晶硅膜觀進行退火以使其多晶硅化。另外，在上述實施方式中，對如下情況進行了說明，即在搬送機構(gòu)側(cè)設置拍攝機構(gòu) 4，自TFT基板10的背面?zhèn)韧高^基板對基板表面的數(shù)據(jù)線7及柵極線8以及微透鏡陣列3 的對準標記37進行拍攝，但本發(fā)明并不限于此，拍攝機構(gòu)4也可以設置在搬送機構(gòu)1的上方并自上方對基板表面的數(shù)據(jù)線7及柵極線8以及微透鏡陣列3的對準標記37進行拍攝。并且，在上述實施方式中，對如下情況進行了說明，即微透鏡陣列3由在與基板搬送方向交叉的方向上以該方向的TFT形成區(qū)域9的排列間距W的2倍間距_并列設置微透鏡15而得到的多列透鏡列構(gòu)成，將后續(xù)的透鏡列沿著多個微透鏡15的上述并列設置方向錯開W而形成，以便對位于基板搬送方向前頭側(cè)的透鏡列的各微透鏡15間進行增補， 但本發(fā)明并不限于此，也可以由在與基板搬送方向交叉的方向上以與該方向的TFT形成區(qū)域9的排列間距W相同的間距W并列設置多個微透鏡15而得到的至少一列透鏡列構(gòu)成。另外，在上述實施方式中，說明了對準機構(gòu)5使微透鏡陣列3沿著與基板搬送方向交叉的方向移動的情況，但本發(fā)明并不限于此，也可以使微透鏡陣列3和拍攝機構(gòu)4 一體地移動。并且，在上述實施方式中，說明了微透鏡陣列3由長度與TFT基板10在與基板搬送方向交叉的方向上的整個寬度大致相同的一個透鏡陣列形成的情況，但本發(fā)明并不限于此，微透鏡陣列3也可以構(gòu)成為，將長度比TFT基板10的上述寬度短的多個單元透鏡陣列彼此交錯地排列并形成為與上述寬度大致相同的長度。在該情況下，對應于各單元透鏡陣列分別設置一個拍攝機構(gòu)4即可。而且，在以上的說明中，論述了基板為TFT基板10的情況，但本發(fā)明并不限于此， 也可以是半導體基板。附圖標記說明
1. 搬送機構(gòu)
2. 激光光源
3. 微透鏡陣列
4. 拍攝機構(gòu)
5. 對準機構(gòu)
6. 控制機構(gòu)
7. 數(shù)據(jù)線
8. 柵極線
9. TFT形成區(qū)域
10-TFT基板
14…激光
15…微透鏡
28…非晶硅膜
權(quán)利要求
1.一種激光退火方法，利用透鏡陣列的多個透鏡將激光聚光到在基板上以規(guī)定的排列間距設定成矩陣狀的多個薄膜晶體管(以下稱為“TFT”)形成區(qū)域，以對各所述TFT形成區(qū)域的非晶硅膜進行退火處理，所述激光退火方法的特征在于，在沿著被設定成所述矩陣狀的TFT形成區(qū)域的縱橫方向的任一排列方向搬送所述基板的同時利用拍攝機構(gòu)對所述基板表面進行拍攝，并基于該拍攝圖像檢測在基板表面預先設定的對準基準位置；將與多個所述TFT形成區(qū)域?qū)匮刂c所述基板的搬送方向交叉的方向配置有多個透鏡的至少一列透鏡陣列，沿著與所述基板的搬送方向交叉的方向移動，以所述對準基準位置為基準對所述透鏡陣列的透鏡和所述基板的TFT形成區(qū)域進行對位；當所述基板移動而使所述TFT形成區(qū)域到達所述透鏡陣列的對應透鏡的正下方時，向所述透鏡陣列照射所述激光。
2.如權(quán)利要求1所述的激光退火方法，其特征在于，所述透鏡陣列由在與所述基板的搬送方向交叉的方向上按照該方向的所述TFT形成區(qū)域的排列間距的兩倍以上的整數(shù)倍間距并列設置透鏡而得到的多列透鏡列構(gòu)成，并且所述透鏡陣列具有如下結(jié)構(gòu)將后續(xù)的透鏡列沿著多個所述透鏡的所述并列設置方向錯開預先確定的尺寸而形成，以便對位于所述基板的搬送方向前頭側(cè)的所述透鏡列的各透鏡間進行增補。
3.如權(quán)利要求1或2所述的激光退火方法，其特征在于，所述基板是在縱橫方向上形成有配線且在該縱橫方向的配線的交叉部設定有所述TFT 形成區(qū)域的TFT基板，所述對準基準位置設定在與所述TFT基板的搬送方向平行的配線的緣部。
4.一種激光退火裝置，利用透鏡陣列的多個透鏡將激光聚光到在基板上以規(guī)定的排列間距設定成矩陣狀的多個TFT形成區(qū)域，以對各所述TFT形成區(qū)域的非晶硅膜進行退火處理，所述激光退火裝置的特征在于，具有搬送機構(gòu)，其沿著被設定成所述矩陣狀的TFT形成區(qū)域的縱橫方向的任一排列方向以一定速度搬送所述基板；激光光源，其發(fā)射所述激光；透鏡陣列，其由在平行于所述基板面的面內(nèi)且在與所述基板的搬送方向交叉的方向上，與該方向的多個所述TFT形成區(qū)域?qū)夭⒘性O置的至少一列的多個聚光透鏡構(gòu)成；拍攝機構(gòu)，其將相對于激光利用所述透鏡陣列進行聚光的聚光位置朝與所述基板的搬送方向相反的方向離開一定距離后所處的位置作為拍攝位置，對所述基板表面進行拍攝；對準機構(gòu)，其使所述透鏡陣列沿著與所述基板的搬送方向交叉的方向移動以對所述透鏡陣列的透鏡和所述基板的TFT形成區(qū)域進行對位；以及控制機構(gòu)，其對各所述構(gòu)成部件進行驅(qū)動控制，所述控制機構(gòu)如下進行控制對拍攝搬送過程中的所述基板表面并自所述拍攝機構(gòu)依次輸入的圖像進行處理，以檢測出在所述基板表面預先設定的對準基準位置，并以該對準基準位置為基準，進行所述透鏡陣列的透鏡和所述基板的TFT形成區(qū)域的對位，當所述基板移動而使所述TFT形成區(qū)域到達所述透鏡陣列的對應透鏡的正下方時，自所述激光光源朝向所述透鏡陣列發(fā)射激光。
5.如權(quán)利要求4所述的激光退火裝置，其特征在于，所述透鏡陣列由在與所述基板的搬送方向交叉的方向上按照該方向的所述TFT形成區(qū)域的排列間距的兩倍以上的整數(shù)倍間距并列設置透鏡而得到的多列透鏡列構(gòu)成，并且所述透鏡陣列具有如下結(jié)構(gòu)將后續(xù)的透鏡列沿著多個所述透鏡的所述并列設置方向錯開預先確定的尺寸而形成，以便對位于所述基板的搬送方向前頭側(cè)的所述透鏡列的各透鏡間進行增補。
6.如權(quán)利要求4或5所述的激光退火裝置，其特征在于，所述基板是在縱橫方向上形成有多條配線且在該多條配線的交叉部設定有所述TFT 形成區(qū)域的TFT基板，所述對準基準位置設定在與所述TFT基板的搬送方向平行的配線的一側(cè)的緣部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光退火方法及激光退火裝置。在沿著被設定成矩陣狀的TFT形成區(qū)域的縱橫方向的任一排列方向搬送基板的同時利用拍攝機構(gòu)對基板表面進行拍攝，并基于該拍攝圖像檢測在基板表面預先設定的對準基準位置；將與多個TFT形成區(qū)域?qū)匮刂c基板的搬送方向交叉的方向配置有多個透鏡的至少一列透鏡陣列，沿著與基板的搬送方向交叉的方向移動，以對準基準位置為基準對透鏡陣列的透鏡和基板的TFT形成區(qū)域進行對位；當基板移動而使TFT形成區(qū)域到達透鏡陣列的對應透鏡的正下方時，向透鏡陣列照射激光，從而利用多個透鏡使激光聚光以對各TFT形成區(qū)域的非晶硅膜進行退火處理。由此，可以跟蹤被搬送的基板的移動而使微透鏡陣列移動，從而可以提高激光的照射位置精度。
文檔編號H01L29/786GK102449740SQ20108002277
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者梶山康一, 水村通伸 申請人:株式會社 V 技術(shù)