(57)【要約】【課題】搬送される基板の動きに追従してマイクロレンズアレイを移動してレーザ光の照射位置精度を向上する。【解決手段】マトリクス状に設定されたＴＦＴ形成領域の縦横いずれか一方の配列方向に基板を搬送しながら撮像手段により基板表面を撮像し、該撮像画像に基づいて基板表面に予め設定されたアライメントの基準位置を検出し、複数のＴＦＴ形成領域に対応して基板の搬送方向と交差する方向に複数のレンズを配置した少なくとも一列のレンズアレイを基板の搬送方向と交差方向に移動して、レンズアレイのレンズと基板のＴＦＴ形成領域とをアライメント基準位置を基準にして位置合わせし、基板が移動してＴＦＴ形成領域がレンズアレイの対応レンズの真下に到達したときにレンズアレイにレーザ光を照射し、複数のレンズによりレーザ光を集光して各ＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜をアニール処理する。【選択図】図６
2010283073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に所定の配列ピッチでマトリクス状に設定された複数の薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という）形成領域にレンズアレイの複数のレンズによりレーザ光を集光して、前記各ＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜をアニール処理するレーザアニール方法であって、
前記マトリクス状に設定されたＴＦＴ形成領域の縦横いずれか一方の配列方向に前記基板を搬送しながら撮像手段により前記基板表面を撮像し、該撮像画像に基づいて基板表面に予め設定されたアライメントの基準位置を検出し、
前記複数のＴＦＴ形成領域に対応して前記基板の搬送方向と交差する方向に複数のレンズを配置した少なくとも一列のレンズアレイを前記基板の搬送方向と交差方向に移動して、前記レンズアレイのレンズと前記基板のＴＦＴ形成領域とを前記アライメント基準位置を基準にして位置合わせし、
前記基板が移動して前記ＴＦＴ形成領域が前記レンズアレイの対応レンズの真下に到達したときに前記レンズアレイに前記レーザ光を照射する、
ことを特徴とするレーザアニール方法。
【請求項２】
前記レンズアレイは、前記基板の搬送方向と交差する方向に、同方向の前記ＴＦＴ形成領域の配列ピッチの２以上の整数倍のピッチでレンズを並設した複数列のレンズ列から成り、前記基板の搬送方向先頭側に位置する前記レンズ列の各レンズ間を補完するように後続のレンズ列を前記複数のレンズの前記並設方向に所定寸法だけずらして形成されたことを特徴とする請求項１記載のレーザアニール方法。
【請求項３】
前記基板は、縦横に配線が形成され、該縦横の配線の交差部に前記ＴＦＴ形成領域が設定されたＴＦＴ基板であり、
前記アライメント基準位置は、前記ＴＦＴ基板の搬送方向に平行な配線の縁部に設定されたことを特徴とする請求項１又は２記載のレーザアニール方法。
【請求項４】
基板上に所定の配列ピッチでマトリクス状に設定された複数のＴＦＴ形成領域にレンズアレイの複数のレンズによりレーザ光を集光し、前記各ＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜をアニール処理するレーザアニール装置であって、
前記マトリクス状に設定されたＴＦＴ形成領域の縦横いずれか一方の配列方向に前記基板を一定速度で搬送する搬送手段と、
前記レーザ光を放射するレーザ光源と、
前記基板面に平行な面内にて前記基板の搬送方向と交差する方向に、同方向の前記複数のＴＦＴ形成領域に対応させて並設された少なくとも一列の複数の集光レンズから成るレンズアレイと、
前記レンズアレイによるレーザ光の集光位置に対して前記基板の搬送方向手前側を撮像位置とし前記基板表面を撮像する撮像手段と、
前記レンズアレイを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動させて前記レンズアレイのレンズと前記基板のＴＦＴ形成領域との位置合わせをするアライメント手段と、
前記各構成要素を駆動制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、搬送中の前記基板表面を撮像して前記撮像手段から逐次入力する画像を処理して前記基板表面に予め設定されたアライメントの基準位置を検出し、該アライメント基準位置を基準にして前記レンズアレイのレンズと前記基板のＴＦＴ形成領域との位置合わせをさせ、前記基板が移動して前記ＴＦＴ形成領域が前記レンズアレイの対応レンズの真下に到達したときに前記レーザ光源から前記レンズアレイに向けてレーザ光を放射させるように制御することを特徴とするレーザアニール装置。
【請求項５】
前記レンズアレイは、前記基板の搬送方向と交差する方向に、同方向の前記ＴＦＴ形成領域の配列ピッチの２以上の整数倍のピッチでレンズを並設した複数列のレンズ列から成り、前記基板の搬送方向先頭側に位置する前記レンズ列の各レンズ間を補完するように後続のレンズ列を前記複数のレンズの前記並設方向に所定寸法だけずらして形成されたことを特徴とする請求項４記載のレーザアニール装置。
【請求項６】
前記基板は、縦横に複数の配線が形成され、該複数の配線の交差部に前記ＴＦＴ形成領域が設定されたＴＦＴ基板であり、
前記アライメント基準位置は、前記ＴＦＴ基板の搬送方向に平行な配線の一方の縁部に設定されたことを特徴とする請求項４又は５記載のレーザアニール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズアレイによりレーザ光を集光してアモルファスシリコン膜の薄膜トランジスタ形成領域のみをアニールするレーザアニール方法に関し、詳しくは、搬送される基板の動きに追従してマイクロレンズアレイを移動し、レーザ光の照射位置精度を向上しようとするレーザアニール方法及びレーザアニール装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザアニール方法は、マイクロレンズアレイにより複数のレーザビームを形成すると共に、ビーム毎に焦点を形成し、該ビームの各焦点をアモルファスシリコン膜面側に転写して結像させ、アモルファスシリコン膜面に対するビーム照射によりレーザ処理を施して、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という）形成領域のアモルファスシリコン膜をポリシリコン化するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１１９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来のレーザアニール方法においては、マイクロレンズアレイによりレーザ光を集光して複数のＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜のみをアニール処理するものであるため、レーザ光の利用効率が高くなる利点を有しているが、蛇行しながら搬送される基板の動きに追従してマイクロレンズアレイを移動させ、マイクロレンズアレイの各レンズを各ＴＦＴ形成領域に位置付けてレーザ光を照射することに関しては開示されていない。したがって、一辺が１ｍ以上の大型基板を搬送しながらアニールする際に、搬送機構の機械精度により基板が蛇行しながら搬送された場合に、各ＴＦＴ形成領域のみを確実にアニール処理することができないおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、搬送される基板の動きに追従してマイクロレンズアレイを移動し、レーザ光の照射位置精度を向上しようとするレーザアニール方法及びレーザアニール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明によるレーザアニール方法は、基板上に所定の配列ピッチでマトリクス状に設定された複数の薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という）形成領域にレンズアレイの複数のレンズによりレーザ光を集光して、前記各ＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜をアニール処理するレーザアニール方法であって、前記マトリクス状に設定されたＴＦＴ形成領域の縦横いずれか一方の配列方向に前記基板を搬送しながら撮像手段により前記基板表面を撮像し、該撮像画像に基づいて基板表面に予め設定されたアライメントの基準位置を検出し、前記複数のＴＦＴ形成領域に対応して前記基板の搬送方向と交差する方向に複数のレンズを配置した少なくとも一列のレンズアレイを前記基板の搬送方向と交差方向に移動して、前記レンズアレイのレンズと前記基板のＴＦＴ形成領域とを前記アライメント基準位置を基準にして位置合わせし、前記基板が移動して前記ＴＦＴ形成領域が前記レンズアレイの対応レンズの真下に到達したときに前記レンズアレイに前記レーザ光を照射するものである。
【０００７】
このような構成により、マトリクス状に設定されたＴＦＴ形成領域の縦横いずれか一方の配列方向に基板を搬送しながら撮像手段により基板表面を撮像し、該撮像画像に基づいて基板表面に予め設定されたアライメントの基準位置を検出し、複数のＴＦＴ形成領域に対応して基板の搬送方向と交差する方向に複数のレンズを配置した少なくとも一列のレンズアレイを基板の搬送方向と交差方向に移動して、レンズアレイのレンズと基板のＴＦＴ形成領域とをアライメント基準位置を基準にして位置合わせし、基板が移動してＴＦＴ形成領域がレンズアレイの対応レンズの真下に到達したときにレンズアレイにレーザ光を照射し、複数のレンズによりレーザ光を集光して各ＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜をアニール処理する。
【０００８】
また、前記レンズアレイは、前記基板の搬送方向と交差する方向に、同方向の前記ＴＦＴ形成領域の配列ピッチの２以上の整数倍のピッチでレンズを並設した複数列のレンズ列から成り、前記基板の搬送方向先頭側に位置する前記レンズ列の各レンズ間を補完するように後続のレンズ列を前記複数のレンズの前記並設方向に所定寸法だけずらして形成されたものである。これにより、基板の搬送方向と交差する方向に、同方向のＴＦＴ形成領域の配列ピッチの２以上の整数倍のピッチでレンズを並設した複数列のレンズ列から成り、基板の搬送方向先頭側に位置するレンズ列の各レンズ間を補完するように後続のレンズ列を複数のレンズの並設方向に所定寸法だけずらして形成されたレンズアレイでレーザ光を各ＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜上に集光する。
【０００９】
さらに、前記基板は、縦横に配線が形成され、該縦横の配線の交差部に前記ＴＦＴ形成領域が設定されたＴＦＴ基板であり、前記アライメント基準位置は、前記ＴＦＴ基板の搬送方向に平行な配線の縁部に設定されたものである。これにより、縦横の配線の交差部に前記ＴＦＴ形成領域が設定されたＴＦＴ基板の搬送方向に平行な配線の縁部に設定されたアライメント基準位置を基準にして、レンズアレイのレンズとＴＦＴ基板のＴＦＴ形成領域との位置合わせをする。
【００１０】
また、本発明によるレーザアニール装置は、基板上に所定の配列ピッチでマトリクス状に設定された複数のＴＦＴ形成領域にレンズアレイの複数のレンズによりレーザ光を集光し、前記各ＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜をアニール処理するレーザアニール装置であって、前記マトリクス状に設定されたＴＦＴ形成領域の縦横いずれか一方の配列方向に前記基板を一定速度で搬送する搬送手段と、前記レーザ光を放射するレーザ光源と、前記基板面に平行な面内にて前記基板の搬送方向と交差する方向に、同方向の前記複数のＴＦＴ形成領域に対応させて並設された少なくとも一列の複数の集光レンズから成るレンズアレイと、前記レンズアレイによるレーザ光の集光位置に対して前記基板の搬送方向手前側を撮像位置とし前記基板表面を撮像する撮像手段と、前記レンズアレイを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動させて前記レンズアレイのレンズと前記基板のＴＦＴ形成領域との位置合わせをするアライメント手段と、前記各構成要素を駆動制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、搬送中の前記基板表面を撮像して前記撮像手段から逐次入力する画像を処理して前記基板表面に予め設定されたアライメントの基準位置を検出し、該アライメント基準位置を基準にして前記レンズアレイのレンズと前記基板のＴＦＴ形成領域との位置合わせをさせ、前記基板が移動して前記ＴＦＴ形成領域が前記レンズアレイの対応レンズの真下に到達したときに前記レーザ光源から前記レンズアレイに向けてレーザ光を放射させるように制御するものである。
【００１１】
このような構成により、制御手段で、搬送中の前記基板表面を撮像して撮像手段から逐次入力する画像を処理して基板表面に予め設定されたアライメントの基準位置を検出し、アライメント手段を駆動制御してレンズアレイを基板の搬送方向と交差する方向に移動させ、アライメント基準位置を基準にしてレンズアレイのレンズと基板のＴＦＴ形成領域との位置合わせをさせ、搬送手段により基板が移動されてＴＦＴ形成領域がレンズアレイの対応レンズの真下に到達したときにレーザ光源からレンズアレイに向けてレーザ光を放射させるように制御し、基板上に所定の配列ピッチでマトリクス状に設定された複数のＴＦＴ形成領域にレンズアレイの複数のレンズによりレーザ光を集光し、各ＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜をアニール処理する。
【００１２】
さらに、前記レンズアレイは、前記基板の搬送方向と交差する方向に、同方向の前記ＴＦＴ形成領域の配列ピッチの２以上の整数倍のピッチでレンズを並設した複数列のレンズ列から成り、前記基板の搬送方向先頭側に位置する前記レンズ列の各レンズ間を補完するように後続のレンズ列を前記複数のレンズの前記並設方向に所定寸法だけずらして形成されたものである。これにより、基板の搬送方向と交差する方向に、同方向のＴＦＴ形成領域の配列ピッチの２以上の整数倍のピッチでレンズを並設した複数列のレンズ列から成り、基板の搬送方向先頭側に位置するレンズ列の各レンズ間を補完するように後続のレンズ列を複数のレンズの並設方向に所定寸法だけずらして形成されたレンズアレイでレーザ光を各ＴＦＴ形成領域のアモルファスシリコン膜上に集光する。
【００１３】
そして、前記基板は、縦横に複数の配線が形成され、該複数の配線の交差部に前記ＴＦＴ形成領域が設定されたＴＦＴ基板であり、前記アライメント基準位置は、前記ＴＦＴ基板の搬送方向に平行な配線の一方の縁部に設定されたものである。これにより、縦横の配線の交差部に前記ＴＦＴ形成領域が設定されたＴＦＴ基板の搬送方向に平行な配線の縁部に設定されたアライメント基準位置を基準にして、レンズアレイのレンズとＴＦＴ基板のＴＦＴ形成領域との位置合わせをする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１又は４に係る発明によれば、搬送される基板の動きに追従してマイクロレンズアレイを移動することができ、レーザ光の照射位置精度を向上することができる。したがって、一辺が１ｍ以上の大型基板を搬送しながらアニールする際に、搬送機構の機械精度により基板が蛇行しながら搬送された場合にも、各ＴＦＴ形成領域のみを確実にアニール処理することができる。
【００１５】
また、請求項２又は５に係る発明によれば、レンズアレイの各レンズの形状を大きくしてレーザ光の取り込み量を大きくし、アモルファスシリコン膜へのレーザ光の照射エネルギーを大きくすることができる。したがって、レーザ光を放射するレーザ光源に対する負担を軽減することができ、装置の信頼性を向上することができる。
【００１６】
そして、請求項３又は６に係る発明によれば、基板を搬送しながら、液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネルのＴＦＴ基板に設けられた基板搬送方向に連続して延びる配線の縁部を基準にレンズとＴＦＴ形成領域との位置合わせを常時実行することができ、レンズとＴＦＴ形成領域との位置合わせ精度をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるレーザアニール装置の実施形態を示す概要図である。
【図２】本発明によるレーザアニール装置に使用するＴＦＴ基板を示す平面図である。
【図３】本発明によるレーザアニール装置を構成するマイクロレンズアレイの一構成例を示し、撮像手段との位置関係を示す説明図である。
【図４】本発明によるレーザアニール装置を構成する制御手段の一構成例を示すブロック図である。
【図５】上記ＴＦＴ基板のゲート線の縁部の検出について示す説明図である。
【図６】本発明によるレーザアニール方法を示すフローチャートである。
【図７】上記ＴＦＴ基板の全ＴＦＴ形成領域がマイクロレンズアレイにより順次レーザアニールされる様子を示す説明図である。
【図８】上記マイクロレンズアレイによるＴＦＴ基板のＴＦＴ形成領域のアニール処理について説明する断面図である。
【図９】本発明のレーザアニール方法によりアニールして形成されたポリシリコン膜を所定形状にエッチングする工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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は本発明によるレーザアニール装置の実施形態を示す概要図である。このレーザアニール装置は、マイクロレンズアレイによりレーザ光を集光して、基板上に成膜されたアモルファスシリコン膜のＴＦＴ形成領域のみをアニールするもので、搬送手段１と、レーザ光源２と、マイクロレンズアレイ３と、撮像手段４と、アライメント手段５と、制御手段６とを備えてなる。
【００１９】
ここで、上記基板は、図２に示すように、縦横に複数のデータ線７及びゲート線８が形成され、該データ線７とゲート線８との交差部にてゲート電極３０（図６参照）上にＴＦＴ形成領域９が設定されたＴＦＴ基板１０であり、複数のＴＦＴ形成領域９が画素１１の配列ピッチと同じ配列ピッチ（横がＷ、縦がＬ）でマトリクス状に設定されている。そして、ＴＦＴ基板１０には、ＴＦＴ形成領域９と後述のマイクロレンズアレイ３のマイクロレンズ１５との位置合わせの基準となるアライメント基準位置が基板搬送方向（矢印Ａ方向）に平行な例えばデータ線７の縁部に設定されている。具体的には、本実施形態においては、上記アライメント基準位置は、基板搬送方向に向かって左端に位置するデータ線７の右側縁部に設定されている。このとき、データ線７の右側縁部とＴＦＴ形成領域９の中心との間の水平距離は、設計値によって決まる。
【００２０】
上記搬送手段１は、上面にＴＦＴ基板１０を載置して上記ＴＦＴ形成領域９の縦横いずれか一方の配列方向、例えば図２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複数の単位ステージ１２をＴＦＴ基板１０の搬送方向（以下、「基板搬送方向」という）に並設し、気体の噴出と吸引とのバランスによりＴＦＴ基板１０を複数の単位ステージ１２上に所定量だけ浮かせた状態で、搬送ローラ１３によりＴＦＴ基板１０の両端縁部を支持して搬送するようになっている。
【００２１】
上記搬送手段１の上方には、レーザ光源２が設けられている。このレーザ光源２は、例えば波長が３０８ｎｍ又は３５３ｎｍのレーザ光１４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。
【００２２】
上記レーザ光源２から放射されるレーザ光１４の光路上には、マイクロレンズアレイ３が設けられている。このマイクロレンズアレイ３は、レーザ光１４をＴＦＴ基板１０上に設定された複数のＴＦＴ形成領域９に集光するものであり、図３（ａ）に示すようにＴＦＴ基板１０面に平行な面内にて基板搬送方向（図２に示す矢印Ａ方向）に交差して複数設定されたＴＦＴ形成領域９の配列ピッチＷの２以上の整数倍のピッチ（図３においては２Ｗで示す）でマイクロレンズ１５を並設した例えば６列のレンズ列を互いに距離Ｌだけ離して平行に配置した構成を有し、基板搬送方向先頭側に位置する３列のレンズ列（以下、「第１のレンズ群１６」という）の各レンズ間を補完するように後続の３列のレンズ列（以下、「第２のレンズ群１７」という）をマイクロレンズ１５の並設方向に所定寸法（図３においてはＷで示す）だけずらして形成されている。
【００２３】
マイクロレンズアレイ３の具体的構成例は、図３（ｂ）に示すように、透明な基板３４の一面に複数のマイクロレンズ１５が形成され、他面には、マイクロレンズ１５に対応して開口部を有した不透明な遮光膜３５が形成されている。さらに、遮光膜３５には、第２のレンズ群１７の基板搬送方向手前側に所定距離はなれてレンズ列に平行な細長状の開口窓３６が形成されている。そして、この開口窓３６内には、Ｎ字状のアライメントマーク３７が設けられている。このアライメントマーク３７は、ＴＦＴ基板１０との位置合わせをするためのものであり、斜めの細線３７ａの基板搬送方向に平行な中心線を第１又は第２のレンズ群１６，１７のいずれかのマイクロレンズ１５の中心に合致させ、左右の平行な細線３７ｂを基板搬送方向に平行にして配置されている。これにより、マイクロレンズアレイ３の各マイクロレンズ１５は、アライメントマーク３７の中心に対して所定の位置関係をなすことになる。即ち、各マイクロレンズ１５は、アライメントマーク３７の中心に対する基板搬送方向と直交方向の水平距離がｎＷ（ｎは１以上の整数）の関係をなす。
【００２４】
上記搬送手段１の隣接する単位ステージ１２の間には、上記マイクロレンズアレイ３の開口窓３６に対応して撮像手段４が設けられている。この撮像手段４は、マイクロレンズアレイ３によるレーザ光１４の集光位置に対して基板搬送方向手前側を撮像位置としてＴＦＴ基板１０の裏面側から基板を透して表面に形成された配線パターン及びマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７を同時に撮像するもので、図３において矢印Ａで示す基板搬送方向に交差して複数の受光素子を一直線状に並べて有するラインカメラ（ラインＣＣＤ）であり、ライン状の受光面の長軸の中心線をマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７の基板搬送方向に交差する中心線と合致させると共に、マイクロレンズアレイ３の例えば第２のレンズ群１７の基板搬送方向先頭側に位置するレンズ列１７ａに対して距離Ｄだけ隔てて設けられている。
【００２５】
上記マイクロレンズアレイ３を基板搬送方向に交差する方向に移動可能にアライメント手段５が設けられている。このアライメント手段５は、ＴＦＴ基板１０のデータ線７に予め設定されたアライメント基準位置（以下、「基板側アライメント基準位置」という）とマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７の斜め細線３７ａの中心位置（以下、「レンズ側アライメント基準位置」という）との間の距離が所定値となるようにマイクロレンズアレイ３を移動して、マイクロレンズアレイ３の各マイクロレンズ１５と、ＴＦＴ基板１０のＴＦＴ形成領域９との位置合わせをするものであり、例えばマイクロレンズアレイ３を基板搬送方向（矢印Ａ方向）に交差する方向に移動させるステージ及びモータを備えている。また、必要に応じて、マイクロレンズアレイ３をその光軸を中心に所定の角度範囲内を回転させる別のモータを備えてもよい。
【００２６】
なお、図１において符号１８は、レーザ光源２から放射されたレーザ光１４の横断面内強度分布を均一化するホモジナイザーであり、符号１９は、レーザ光１４を平行光にしてマイクロレンズアレイ３に照射させるコンデンサーレンズである。また、符号２０は、撮像手段４の撮像位置を照明する照明用光源である。
【００２７】
上記搬送手段１、レーザ光源２、撮像手段４、及びアライメント手段５に結線して制御手段６が設けられている。この制御手段６は、撮像手段４により同時に撮像された基板表面及びマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７の一次元画像をリアルタイム処理してＴＦＴ基板１０のデータ線７に設定された基板側アライメント基準位置及びマイクロレンズアレイ３のレンズ側アライメント基準位置を検出し、両者間の距離が所定値となるようにアライメント手段５を駆動してマイクロレンズアレイ３を基板搬送方向に交差する方向に移動し、マイクロレンズアレイ３の各マイクロレンズ１５とＴＦＴ基板１０のＴＦＴ形成領域９との位置合わせをし、撮像手段４の撮像画像に基づいてＴＦＴ基板１０のゲート線８の縁部がアライメントマーク３７の中心に合致したことが検知されてからＴＦＴ基板１０が所定距離移動して、又は所定時間経過してＴＦＴ形成領域９がマイクロレンズアレイ３の対応レンズの真下に到達したときに、レーザ光源２を所定時間点灯してレーザ光１４をマイクロレンズアレイ３に照射させるように制御するものであり、図４に示すように、画像処理部２１と、メモリ２２と、演算部２３と、搬送手段駆動コントローラ２４と、アライメント手段駆動コントローラ２５と、レーザ光源駆動コントローラ２６と、制御部２７と、を備えている。
【００２８】
ここで、画像処理部２１は、撮像手段４により撮像された一次元画像をリアルタイム処理して撮像手段４の複数の受光素子の並び方向（長軸方向）における輝度変化を検出して、ＴＦＴ基板１０のデータ線７に設定された基板側アライメント基準位置及びマイクロレンズアレイ３のレンズ側アライメント基準位置を検出すると共に、撮像手段４の撮像画像に基づいてＴＦＴ基板１０のゲート線８の縁部がアライメントマーク３７の中心に合致したことを検知するものである。
【００２９】
また、メモリ２２は、例えばマイクロレンズアレイ３の第２のレンズ群１７の基板搬送方向先頭側に位置するレンズ列１７ａと撮像手段４との間の距離Ｄ、マイクロレンズアレイ３の第１のレンズ群１６及び第２のレンズ群１７の夫々基板搬送方向先頭側に位置するレンズ列１６ａ，１７ａ間の距離（例えば、図３においては３Ｌ）、ＴＦＴ基板１０とマイクロレンズアレイ３を位置合わせするためのアライメント基準値、及びＴＦＴ基板１０のゲート線８の縁部が検出されてからレーザ光源２を点灯させるまでにＴＦＴ基板１０が移動する距離又は経過時間等を記憶するものである。
【００３０】
さらに、演算部２３は、画像処理部２１で検出されたＴＦＴ基板１０の基板側アライメント基準位置とマイクロレンズアレイ３のレンズ側アライメント基準位置との間の位置ずれ量を演算するものである。
【００３１】
そして、搬送手段駆動コントローラ２４は、ＴＦＴ基板１０が所定速度で搬送されるように所定周期のパルスにより搬送手段の駆動を制御するものである。
【００３２】
また、アライメント手段駆動コントローラ２５は、演算部２３で演算されたＴＦＴ基板１０の基板側アライメント基準位置とマイクロレンズアレイ３のレンズ側アライメント基準位置との間の位置ずれ量をメモリ２２から読み出したアライメント基準値と比較し、両者が合致するようにアライメント手段５を駆動してマイクロレンズアレイ３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。
【００３３】
さらに、レーザ光源駆動コントローラ２６は、レーザ光源２の点灯及び消灯を制御するものである。そして、制御部２７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。
【００３４】
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、テンキー等の入力手段を操作して、マイクロレンズアレイ３の第２のレンズ群１７の基板搬送方向先頭側に位置するレンズ列１７ａと撮像手段４との間の距離Ｄ、マイクロレンズアレイ３の第１のレンズ群１６及び第２のレンズ群１７の夫々基板搬送方向先頭側に位置するレンズ列１６ａ，１７ａ間の距離３Ｌ、ＴＦＴ基板１０とマイクロレンズアレイ３を位置合わせするためのアライメント基準値、及びＴＦＴ基板１０のゲート線８の縁部が検出されてからレーザ光源２を点灯させるまでにＴＦＴ基板１０が移動する距離又は経過時間等をメモリ２２に記憶する。
【００３５】
次に、表面全面を覆ってアモルファスシリコン膜が成膜されたＴＦＴ基板１０を、アモルファスシリコン膜を上にし、データ線７が搬送方向と平行となるように位置決めして搬送手段１の上面に載置する。
【００３６】
そして、起動スイッチがオン起動されると、ＴＦＴ基板１０を搬送手段１の上面に所定量だけ浮上させた状態で、搬送手段駆動コントローラ２４により搬送手段１をパルス制御してＴＦＴ基板１０を図１に示す矢印Ａ方向に一定速度で搬送する。
【００３７】
続いて、ＴＦＴ基板１０が撮像手段４の上方に達すると、撮像手段４によりＴＦＴ基板１０を透してＴＦＴ基板１０表面に形成されたデータ線７及びゲート線８並びにマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７が同時に撮像される。そして、撮像手段４で撮像されて逐次入力する一次元画像を画像処理部２１でリアルタイム処理し、図５に示すようにＴＦＴ基板１０のゲート線８の縁部８ａがマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７の中心に合致したことを検知すると、該検知時刻を基準にして例えば搬送手段駆動コントローラ２４のパルスをカウントしてＴＦＴ基板１０の移動距離の計測を開始し、又は上記検知時刻を基準にして経過時間の計時を開始する。
【００３８】
ここで、ＴＦＴ基板１０のゲート線８の縁部８ａとマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７の中心との合致は、図５に示すように、アライメントマーク３７の両側の平行な細線３７ｂ間におけるゲート線８の縁部８ａが、斜めの細線３７ａによって分断されて得られた基板搬送方向に向かって左右の寸法８ｂ，８ｃが等しくなった瞬間をとらえて検知することができる。
【００３９】
以下、本発明のレーザアニール方法を図６のフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップＳ１においては、撮像手段４で撮像された一次元画像を画像処理部２１でリアルタイム処理し、撮像手段４の複数の受光素子の並び方向（長軸方向）における輝度変化により複数のデータ線７の基板搬送方向に向かって右側縁部の位置、及びマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７の斜めの細線３７の中心位置（レンズ側アライメント基準位置）を検出する。そして、検出された複数のデータ線７の右側縁部のうちから、例えば基板搬送方向に向かって左端のデータ線７の右側縁部の位置を基板側アライメント基準位置として特定する。
【００４０】
ステップＳ２においては、上記特定された基板側アライメント基準位置と上記レンズ側アライメント基準位置との間の位置ずれ量を演算部２３で演算し、該位置ずれ量とメモリ２２に記憶されたアライメント基準値とを比較する。そして、両者が合致するようにアライメント手段駆動コントローラ２５によりアライメント手段５を駆動し、マイクロレンズアレイ３を基板搬送方向と交差する方向に移動してマイクロレンズ１５とＴＦＴ形成領域９との位置合わせをする。
【００４１】
ステップＳ３においては、搬送方向先頭側に位置するゲート線８の縁部８ａがアライメントマーク３７の中心に合致したことが検出されてから、ＴＦＴ基板１０が所定距離移動し又は所定時間経過して、図７（ａ）に示すように搬送方向先頭側に位置する一列のＴＦＴ形成領域９がマイクロレンズアレイ３の第２のレンズ群１７の搬送方向先頭側のレンズ列１７ａの真下に到達すると、レーザ光源駆動コントローラ２６が駆動してレーザ光源２が所定時間点灯し、レーザ光１４がマイクロレンズアレイ３に照射され、第２のレンズ群１７に対応したＴＦＴ形成領域９のアモルファスシリコン膜がアニールされる。具体的には、図８（ａ）に示すように、レーザ光１４は、マイクロレンズ１５によりゲート電極３０上のＴＦＴ形成領域９に集光され、ＴＦＴ形成領域９のアモルファスシリコン膜２８をアニールする。即ち、レーザ光１４の照射により、図８（ｂ）に示すようにＴＦＴ形成領域９のアモルファスシリコン膜２８が溶融し、その後レーザ光源２の消灯と共に溶融したアモルファスシリコン膜２８ａが急速に冷却されて再結晶し、ポリシリコン膜が形成される。このとき、第１のレンズ群１６によるレーザ光１４の照射位置は、画素１１の形成領域外であり、いわゆる空打ちとなる。なお、図８において、符号２９はガラス基板であり、符号３１はＳｉＮ絶縁膜である。
【００４２】
ステップＳ４においては、搬送手段駆動コントローラ２４により搬送手段１がパルス制御されてＴＦＴ基板１０がマイクロレンズアレイ３の第１のレンズ群１６及び第２のレンズ群１７の夫々基板搬送方向先頭側に位置するレンズ列１６ａ，１７ａ間の距離３Ｌと等しい距離だけ移動される毎にレーザ光源駆動コントローラ２６によりレーザ光源２が所定時間だけ点灯駆動される。これにより、ＴＦＴ基板１０上に設定された全ＴＦＴ形成領域９が順次アニールされてポリシリコン化され、ポリシリコン膜３２が形成される。なお、図７（ｂ）は、同図（ａ）の状態からＴＦＴ基板１０が距離３Ｌだけ移動した状態を示し、第２のレンズ群１７に対応したＴＦＴ形成領域９間のＴＦＴ形成領域９が第１のレンズ群１６でアニールされた状態を示している。
【００４３】
本実施形態においては、上記ステップＳ３におけるマイクロレンズアレイ３のマイクロレンズ１５とＴＦＴ基板１０のＴＦＴ形成領域９との位置合わせは、ＴＦＴ基板１０の搬送中も常時実行される。したがって、ＴＦＴ基板１０が左右に振れながら搬送されても基板の動きに追従してマイクロレンズ１５をＴＦＴ形成領域９上に位置付けることができる。これにより、ＴＦＴ形成領域９のアモルファスシリコン膜２８のみを確実にアニールしてポリシリコン膜３２を形成することができる。
【００４４】
ＴＦＴ基板１０のアニールが終了すると、図９（ａ）に示すように、ゲート電極３０上のポリシリコン膜３２上に所定形状のレジストマスク３３が形成された後、同図（ｂ）に示すようにレジストマスク３３の周辺のアモルファスシリコン膜２８及びポリシリコン膜３２並びにそれらの下に形成されたＳｉＮ絶縁膜３１が公知のエッチング技術によりエッチングして除去される。そして、レジストマスク３３を除去することにより、同図（ｃ）に示すようにゲート電極３０上に所定形状のポリシリコン膜３２が形成されたＴＦＴ基板１０が出来上がる。その後、ポリシリコン膜３２上にソース電極及びドレイン電極を形成すれば低温ポリシリコン薄膜トランジスタ基板が完成する。
【００４５】
なお、上記実施形態においては、全面にアモルファスシリコン膜２８を形成したＴＦＴ基板１０のＴＦＴ形成領域９をアニールしてポリシリコン化した後、ＴＦＴ形成領域９の所定形状のポリシリコン膜３２を残してその周辺の不要な膜をエッチングする場合について述べたが、本発明はこれに限られず、ＴＦＴ形成領域９の所定形状のアモルファスシリコン膜２８を残してその周辺の不要な膜を除去した後に、上記残ったアモルファスシリコン膜２８をアニールしてポリシリコン化してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、撮像手段４を搬送手段側に設け、ＴＦＴ基板１０の裏面側から基板を透かして基板表面のデータ線７及びゲート線８並びにマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７を撮像する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、撮像手段４は搬送手段１の上方に設け、上方から基板表面のデータ線７及びゲート線８並びにマイクロレンズアレイ３のアライメントマーク３７を撮像するようにしてもよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態においては、マイクロレンズアレイ３が基板搬送方向と交差する方向に、同方向のＴＦＴ形成領域９の配列ピッチＷの２倍のピッチ（２Ｗ）でマイクロレンズ１５を並設した複数列のレンズ列から成り、基板搬送方向先頭側に位置するレンズ列の各マイクロレンズ１５間を補完するように後続のレンズ列を複数のマイクロレンズ１５の上記並設方向にＷだけずらして形成した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、基板搬送方向と交差する方向に、同方向のＴＦＴ形成領域９の配列ピッチＷと同じピッチＷで複数のマイクロレンズ１５を並設した少なくとも一列のレンズ列で構成したものであってもよい。
【００４８】
また、上記実施形態においては、アライメント手段５がマイクロレンズアレイ３を基板搬送方向と交差する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、マイクロレンズアレイ３と撮像手段４とを一体的に移動してもよい。
【００４９】
さらに、上記実施形態においては、マイクロレンズアレイ３が基板搬送方向に交差するＴＦＴ基板１０の全幅と略同じ長さの単位マイクロレンズアレイ３で形成された場合について説明したが、本発明はこれに限られず、マイクロレンズアレイ３は、ＴＦＴ基板１０の上記幅よりも長さの短い複数の単位レンズアレイを互い違いに並べて上記幅と略同じ長さに形成したものであってもよい。この場合、各単位レンズアレイに対応して夫々一つ撮像手段４を設けるとよい。
【００５０】
そして、以上の説明においては、基板がＴＦＴ基板１０である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、半導体基板であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…搬送手段
２…レーザ光源
３…マイクロレンズアレイ
４…撮像手段
５…アライメント手段
６…制御手段
７…データ線
８…ゲート線
９…ＴＦＴ形成領域
１０…ＴＦＴ基板
１４…レーザ光
１５…マイクロレンズ
２８…アモルファスシリコン膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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