母基板、母基板的制造方法以及器件基板的制作方法

专利名称：母基板、母基板的制造方法以及器件基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及母基板、母基板的制造方法以及器件基板。更为详细地，涉及具备多 个面板基板的母基板、母基板的制造方法以及包括在该母基板中形成的面板基板的器件基 板。
背景技术：
现在，平板显示器、平板检测器等使用的显示单元普遍是通过采用称为母基板的 大型基板并从该母基板一次切出多个显示单元的方法而制造出的。例如，作为成为平板显 示器的显示单元而代表性地存在的液晶单元是按照各个面板基板对置的方式通过密封材 料贴合配置多个成为器件基板的面板基板而成的母基板(下面也称为第1母基板)和配置 多个成为滤色器(CF)基板的面板基板而成的母基板(下面也称为第2母基板)，从该状态 的母基板分割各面板基板来形成多个单元，通过真空注入法等对所得到的单元注入液晶。在利用上述方法而得到的液晶单元中，器件基板，伴随着近几年的对液晶单元边 框区域小型化的期望，较多的是采用具备包含包括多晶硅薄膜的薄膜晶体管的单片电路的 构造。具有该种结构的器件基板是例如如下而形成的。首先，在第1母基板的主面形成非晶质的硅薄膜。然后，通过对该硅薄膜进行激光 退火来使其多晶化。并且，使所得到的多晶硅薄膜图案化成想要的形状，进一步地进行所需 的其它材料等的加工。由此，在第1母基板的主面形成具备包括薄膜晶体管的单片电路的 多个面板基板。在进行激光退火的工序中，采用例如能够线状地照射规定范围的准分子激光。在 该工序中，一次能够照射的激光的照射范围(从激光的一端到另一端的尺寸，下面称为激 光长度。)大于第1母基板的宽度是最理想的，但是准分子激光由于装置机构上的情况、高 成本，会在激光长度方面有上限。现在，在比较便宜的装置中普遍使用的激光长度的最大值 是约300mm。另一方面，第1母基板的尺寸有连年扩大的倾向，例如730mm X 920mm程度的玻璃 基板作为第1母基板已在市面上进行销售了。有时准分子激光装置的大型化追不上这种第 1母基板的大型化，第1母基板宽度大于激光长度。在此，在该情况下，例如如果是面板基板矩阵状地排列的第1母基板，则使准分子 激光和第1母基板沿着排列面板基板的行方向或者列方向相对地移动，使准分子激光对第 1母基板的想要的部位或者主面整体扫描多次。由此，硅薄膜的仅需要的部位或者整个面被 多晶化。然而，在仅对需要的部位的硅薄膜进行激光退火的方法(例如参照专利文献1。) 中，当在第1母基板上形成多个面板基板时，有作业工序复杂、花费时间的问题。另外，在对母基板的整个面进行激光退火的方法中，对不需要多晶化的区域也进 行了激光照射，因此有花费时间的问题。并且，在任何方法中，激光对母基板的主面进行多次扫描，因此当将准分子激光从母基板的一端移动到另一端的区域设为第1激光照射区域，将进行了下次激光照射的区域 设为第2激光照射区域时，在第1激光照射区域与第2激光照射区域之间，会产生被称为激 光接续区域的多重照射了激光的重叠区域、全部激光均未照射的还是非晶质的硅薄膜的区 域。对于激光接续区域，无法按照本领域技术人员的意图来管理硅薄膜的晶化，另外， 在上述第1、第2激光照射区域，平均结晶粒径、结晶粒径分布、结晶表面粗糙度等晶化程度 大不相同，因此是不适于迁移率高的薄膜晶体管的形成的区域。这样，激光接续区域是不 适于面板基板的形成的区域，因此当激光接续区域的宽度大时，在母基板上能够排列的面 板基板的数量受到限制，包括激光接续区域的无法利用的无效区域(下面称为废弃基板区 域)大。另外，如上所述，准分子激光的激光长度有上限，因此随面板基板的尺寸的不同， 有时激光长度略微不足，在母基板上一次激光照射能够退火的面板基板的行数(列数)减 少。在上述的例子中，在第1、第2激光照射区域，各激光照射区域所包括的面板基板的数量 受到限制。因此，有在母基板整体中能够配置的面板基板的个数减小，其结果，制造成本上 升的问题。因此，作为扩大激光照射范围的手法，公开了利用镜子等对从光源发出的光进行 分光，对更大范围照射激光的方法(例如参照专利文献2以及3。)。然而，该方法中，需要 对激光的照射装置进行改良。另外，在分光了的第1激光的照射区域和第2激光的照射区 域之间，仍然会存在上述废弃基板区域，因此在降低废弃基板区域来高效率地利用母基板 方面有改善的余地。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开昭63-11989号公报专利文献2 日本特开平11-186163号公报专利文献3 日本特开2000-1M60号公报

发明内容
发明要解决的问题本发明是鉴于上述现状而完成的，目的在于提供在母基板上高效率地配置面板基 板并且能够降低废弃基板区域的母基板、母基板的制造方法以及包括在该母基板中形成的 面板基板的器件基板。用于解决问题的方案本发明人在对具备多个器件基板的母基板及其制造方法进行各种研究的过程中， 发现使得在至少一个面板基板中，端部区域具有形成有硅薄膜的区域，上述硅薄膜具有与 形成晶体管形成区域的硅薄膜的结晶状况不同的结晶状况，由此在母基板上高效率地配置 面板基板并且能够降低废弃基板区域，于是想到能够很好地解决上述问题，进而有了本发 明。另外，发现在进行激光退火的工序中按照以下方式进行激光退火使激光和母基板相 对移动而使规定区域的硅薄膜多晶化来形成晶体管形成区域，并且在至少一个端部区域形 成包括具有与形成晶体管形成区域的硅薄膜的结晶状况不同的结晶状况的硅薄膜的区域，由此在母基板上高效率地配置面板基板并且能够降低废弃基板区域，于是想到能够很好地 解决上述问题，进而有了本发明。并且，发现包括在上述母基板中形成的面板基板的器件 基板在端部区域具有包括硅薄膜的区域，上述硅薄膜具有与形成晶体管形成区域的硅薄膜 的结晶状况不同的结晶状况，进而有了本发明。S卩，本发明是具备多个面板基板的母基板，上述母基板具备在主面形成的硅薄膜， 上述面板基板分别具备晶体管形成区域和端部区域，上述晶体管形成区域由上述硅薄膜经 多晶化而成，上述端部区域设置在各面板基板的外缘，至少一个面板基板在上述端部区域 具有包括具有与上述晶体管形成区域中的硅薄膜的结晶状况不同的结晶状况的硅薄膜的 区域。由此，在母基板上高效率地配置面板基板并且能够降低废弃基板区域，因此实现成本 的降低。另外，本发明是具备多个具有晶体管形成区域和端部区域的面板基板的母基板的 制造方法，具备在基板的主面沉积硅薄膜的工序；和对上述硅薄膜按每个规定的区域进 行激光退火的工序，上述进行激光退火的工序按照以下方式进行激光退火使激光和上述 母基板相对移动而使规定区域的上述硅薄膜多晶化来形成上述晶体管形成区域，并且至少 在一个上述端部区域形成包括具有与形成上述晶体管形成区域的硅薄膜的结晶状况不同 的结晶状况的硅薄膜的区域。根据该制造方法，在母基板上高效率地配置面板基板并且能 够降低废弃基板区域，因此实现成本的降低。并且，本发明是具备晶体管形成区域和端部区域的器件基板，具备由硅薄膜经多 晶化而成的晶体管形成区域；和在上述器件基板的外缘设置的端部区域，上述端部区域具 有包括具有与形成上述晶体管形成区域的硅薄膜的结晶状况不同的结晶状况的硅薄膜的 区域。该器件基板包括上述本发明的母基板的面板基板。在上述母基板中，也可以是上述面板基板以上述端部区域的排列方向一致的方 式矩阵状地配置，具有第1面板基板和第2面板基板，上述第1面板基板具备包括具有第1 结晶状况的硅薄膜的端部区域，上述第2面板基板具备包括具有与上述第1结晶状况不同 的第2结晶状况的硅薄膜的端部区域。也可以是上述晶体管形成区域中的硅薄膜的结晶状况与上述第1结晶状况相 同。也可以是上述晶体管形成区域包含包括上述硅薄膜的单片电路。也可以是在上述端部区域形成有包括上述硅薄膜的制造工序管理标记和/或评 价专用图案。也可以是该制造工序管理标记和/或评价专用图案包括在具有上述第1结 晶状况的硅薄膜中形成的制造工序管理标记和/或评价专用图案；和在具有上述第2结晶 状况的硅薄膜中形成的制造工序管理标记和/或评价专用图案。也可以是对于上述晶体管形成区域中的硅薄膜的结晶状况与端部区域中的硅薄 膜的结晶状况而言，从平均结晶粒径、结晶粒径分布以及结晶表面粗糙度中选出的至少一 个是不同的。也可以是对于上述第1结晶状况与上述第2结晶状况而言，从平均结晶粒径、结 晶粒径分布以及结晶表面粗糙度中选出的至少一个是不同的。也可以是上述第1结晶状 况是多晶质的，上述第2结晶状况是不稳定的晶质和/或非晶质的。也可以是上述面板基板具备包括矩形的显示区域的晶体管形成区域；和在上述面板基板的外缘的一条边形成的端部区域。在上述母基板的制造方法中，也可以是上述进行激光退火的工序进行如下的激 光退火按照上述面板基板在上述母基板的主面矩阵状地配置的方式使上述母基板和上述 激光沿着行方向或者列方向相对移动，该面板基板具有第1面板基板和第2面板基板，使得 上述第1面板基板具备包括具有第1结晶状况的硅薄膜的端部区域，上述第2面板基板具 备包括具有与上述第1结晶状况不同的第2结晶状况的硅薄膜的端部区域。此时，也可以 是上述进行激光退火的工序进行激光退火，使得在上述晶体管形成区域中的硅薄膜的结 晶状况与上述第1结晶状况相同。也可以是上述母基板的制造方法还包括对上述端部区域中的硅薄膜进行图案化 来形成制造工序管理标记和/或评价专用图案的工序。也可以是被图案化的上述硅薄膜 是不稳定地晶化的硅薄膜和/或非晶质的硅薄膜。在上述母基板的制造方法中，优选上述激光是准分子激光。在上述器件基板中，也可以是在上述端部区域形成有包括不稳定地晶化的硅薄 膜或者非晶质的硅薄膜的制造工序管理标记和/或评价专用图案。此外，在本发明中，端部区域是指在面板基板的端部设置的区域，包括不存在单片 电路的区域，例如包括用于形成连接用端子的端子区域。端子区域一般也称为边框区域。下面详细说明本发明。本发明的母基板具备多个面板基板。母基板是指例如用于切出构成液晶单元等的 器件基板、CF基板的大型基板，采用玻璃基板等。下面，作为母基板，列举用于形成液晶单 元的器件基板的母基板即上述第1母基板为例来进行说明。此外，在本发明中，将在母基板 上配置的多个基板称为面板基板，将通过割断、切出等从母基板切离该面板基板而得到的 基板称为器件基板。图1是表示采用了由本发明得到的器件基板的液晶单元的结构的立体图。图2是 如图1所示的液晶单元的平面图。在此，列举器件基板与CF基板的大小不同的、仅在器件 基板的外缘的一条边设置作为端部区域的端子区域的三边自由构造的液晶单元为例进行 说明。具有三边自由构造的液晶单元能够减少外部安装的电路部件的件数，因此适于实现 液晶单元的小型化，另外，在连接的可靠性、成本方面是有利的。在图1以及图2中，液晶单元100具备形成有各种电路的器件基板(TFT侧基 板)110和具备CF层的CF基板120。两基板配置成膜面彼此对置，按照保持规定的间隙的 方式通过密封材料130固定。密封材料130按照沿着液晶单元100的四条边的方式从液晶 单元100的端部到规定位置以Imm程度的线宽来形成。在两基板之间由密封材料130围成 的空间夹持有液晶(未图示)。液晶例如利用真空注入法封入，由密封树脂140封入。由真 空注入法封入了液晶而成的液晶单元100的特征在于在密封材料130的一部分会有缺口， 由密封树脂140封入液晶。此外，近几年，密封材料130没有缺口的滴下式注入法也正在实 用化。器件基板110具备晶体管形成区域111和端子区域112。晶体管形成区域111具 有具备由硅薄膜经多晶化而成的活性层的薄膜晶体管。上述薄膜晶体管具有良好的元件特 性，因此不仅能够形成构成进行图像显示的显示区域113的像素阵列，还能够形成各种单 片电路。作为单片电路可举出例如栅极驱动电路114、源极驱动电路115，但是不仅能够形
7成这些电路，还能够形成电源电路等其它电路116。包括单片电路的器件基板110通过与上 述三边自由构造进行组合，能够形成更为小型化且质量轻的液晶单元(显示单元)。端子区域112是用于形成连接用端子(下面称为端子)117的区域。端子117通 过配线118连接上述单片电路、对该单片电路提供驱动电源的外部驱动电路(未图示)。在 图1以及图2中，端子区域112在相比于CF基板120较大地形成的器件基板110的外缘的 一条边形成。端子区域112中除了端子117之外有时还配置有制造工序管理标记151、评价 专用图案(TEG，Test Element Group) 152。作为这种评价专用图案，可举出评价电特性的 图案、评价薄膜膜厚的图案、评价尺寸精度的图案、评价光学特性的图案等。制造工序管理标记151是利用硅薄膜、金属薄膜等将例如液晶单元的种类名称、 条形码、位置确认标记等进行图案化而成的，在将液晶单元组装到液晶显示装置等中时，由 读取装置读取标记的形状，确认其产品编号。在图1以及图2中，产品编号作为制造工序管 理标记151被图案化。TEG152是对端子区域112中的硅薄膜、金属薄膜等进行图案化来用于进行晶体管 形成区域111的元件的评价的TEG。如果形成对硅薄膜进行图案化而成的TEG152，则具有 与晶体管形成区域111中的硅薄膜相同的晶化程度，因此通过调查TEG152的晶化度，能够 判断晶体管形成区域111所含有的薄膜晶体管是否良好地多晶化。对于制造工序管理标记151以及TEG152而言，可以形成二者，也可以仅形成其中
任意一个。如上所述，具有上述结构的器件基板110是利用第1母基板而形成的。图3(a)是 用于说明本发明的第1母基板及其制造方法的平面示意图，图3(b)是在第1母基板中配置 的面板基板的示意图。在图3(a)中，第1母基板301具备在主面形成的硅薄膜(未图示)， 多个面板基板302矩阵状地配置。如图3(b)所示的面板基板302用于形成图1、图2所示 的器件基板110，各个面板基板302具备用于形成晶体管形成区域111以及端子区域112的 晶体管形成区域303以及端子区域304。晶体管形成区域303是由硅薄膜经多晶化而成的，包括像素阵列、栅极驱动电路、 源极驱动电路等单片电路。形成晶体管形成区域303的硅薄膜会影响到显示特性，因此对 于全部的面板基板302需要使硅薄膜均勻地多晶化。端子区域304设置在面板基板302的外缘。晶体管形成区域303以及端子区域304 在硅薄膜的激光退火之后形成各种部件，各种部件在从第1母基板301切离之前的阶段，是 与上述晶体管形成区域111以及端子区域112相同的结构。在此，在本发明中，配置多个的面板基板302中的至少一个在端子区域304中需要 形成包括硅薄膜的区域，上述硅薄膜具有与形成晶体管形成区域303的硅薄膜的结晶状况 不同的结晶状况。这是由如下原因导致的。首先，本发明人着眼于在上述液晶单元等显示单元中，如图1以及图2所示，一般 在端子区域112中不形成单片电路，而较多地被端子117、制造工序管理标记151、TEG152等 占据。例如，如果是内置例如电源电路、传感器功能的液晶单元100，则由晶体管形成区域 111单片地形成很多电路，因此向外部的信号的引出根数增加，由此端子区域112的大部分 被端子117占据的倾向变强。
由此想到如果不是如上所述在液晶单元100的端子区域112形成单片电路，则即 使在如图3所示的面板基板302中，端子区域304中的硅薄膜也未必需要全部面板基板302 均具有相同的晶化程度，另外，也无需良好地多晶化，并且极端地说甚至连退火也不需要。并且，基于此，本发明人想到在具备面板基板302的第1母基板301的制造工序 中，能够将面板基板302的端子区域304作为上述激光接续区域加以利用，于是发现通过 在第1母基板301上配置面板基板302，以使端子区域304被包括在现有的激光接续区域 中，就能够高效率地配置面板基板302，由此能够很好地解决上述问题。下面，说明具备本发明的面板基板302的第1母基板301的制造方法的一个例子。首先，进行在第1母基板301的主面沉积硅薄膜的工序。硅薄膜的沉积应用例如 CVD (Chemical Vapor Deposition 化学气相沉积)法等现有公知的方法。沉积了的硅薄膜 是非晶质的硅薄膜。然后，进行对沉积了的硅薄膜按每个规定的区域进行激光退火的工序。在该工序 中，如图3(a)所示，采用能够对规定范围进行线状地照射的激光305，对第1母基板301扫 描多次来进行激光照射。作为进行该种激光照射的激光305，优选具有准分子激光光源的 准分子激光。激光305和第1母基板301沿着排列面板基板302的行方向或者列方向相对 移动来进行激光退火即可，但是在此列举以固定第1母基板301侧来边使激光305在箭头 A方向移动边进行激光退火的例子进行说明。在图3 (a)中，当将激光305从第1母基板301的一端移动到另一端的区域设为激 光照射区域时，在第1母基板301中，有第1 第4这四个激光照射区域Rl R4，各激光照 射区域Rl R4包括2行6列即12个面板基板302。图3 (c)是表示激光照射区域Rl R4的激光照射的状态的示意图。在此，例如在 对第1激光照射区域Rl进行激光照射时，在第1行面板基板302中，对晶体管形成区域303 以及端子区域304的全部进行激光照射，另一方面在第2行面板基板302中仅对晶体管形 成区域303进行激光照射，不对端子区域304进行激光照射。由此，如图3 (C)所示，在第1激光照射区域Rl中存在整个面被多晶化的面板基板 30 和仅晶体管形成区域303被多晶化的面板基板302b。即，位于第1行的6个面板基板 302全部成为晶体管形成区域303a和端子区域30 被多晶化的面板基板30加，位于第2 行的6个面板基板302成为晶体管形成区域30 被多晶化，但是端子区域304b保持非结 晶的面板基板302b。下面，在第2激光照射区域R2中，也与第1激光照射区域Rl相同地进行激光照射。 此时，在第1激光照射区域R 1与第2激光照射区域R2之间，会产生激光接续区域RG。在 此，将第1激光照射区域Rl中的排列在第2行的面板基板302b的端子区域304b作为激光 接续区域RG的一部分加以利用。上述激光接续区域RG无法如上所述在硅薄膜的晶化方面按照本领域技术人员的 意图进行管理，另外，与面板基板302的晶体管形成区域303相比，其晶化程度在平均结晶 粒径、结晶粒径分布、结晶表面粗糙度等中有较大的不同。在本发明中，按照在该激光接续 区域RG中包括面板基板302b的端部区域(在此，端子区域304b)的方式来配置面板基板 302，但是在面板基板302b的端子区域304b中，如上所述不形成单片电路，除了端子117之 外仅设置制造工序管理标记151、TEG152。因此，端子区域304即使不与晶体管形成区域303b同程度地晶化也没有特别的问题。对于第3激光照射区域R3、第4激光照射区域R4，也与上述第1、第2激光照射区 域Rl、R2相同地进行激光照射。通过上述工序，在第1母基板301上形成48个面板基板 302。如上所述，通过将面板基板302的至少一部分的端部区域，具体地，在各激光照射 区域Rl R4之间设置的面板基板302b的端子区域304b作为激光接续区域RG的至少一部 分加以利用，能够使相邻的激光照射区域之间的面板基板302的行距Dl小于现有的行距。 并且由此，能够有效地在第1母基板301上排列面板基板302，根据情况的不同，能够没有制 造管理的问题地增加从第1母基板301能够制造出的面板基板302的数量。此外，作为端 部区域，不仅能够应用上述端子区域304，例如还能够应用在相邻的激光照射区域Rl R4 中与端子区域304对置的位置所形成的不存在单片电路的边框区域。另外，通过使激光照射区域间的面板基板302的行距Dl小于现有的行距，也能够 降低其它用途的在第1母基板301中产生的浪费的废弃基板区域。并且，如果能够高效地 配置面板基板302，则通过在以往成为废弃基板区域的区域中形成其它电路等，也能够实现 第1母基板301的有效利用。另外，采用准分子激光作为激光305的情况下，如上所述，激光长度有上限，因此 在以往有时会激光长度略微不足，在第1母基板301上通过一次激光照射能够退火的面板 基板302的行数(列数)减少。然而，在本发明中，通过将面板基板302的端部区域作为激 光接续区域RG的一部分加以利用，即使使用相同激光长度的准分子激光，与以往相比有时 也能够一次对较多的行数的面板基板302进行激光照射。并且，可以不对端部区域(在上述例子中是端子区域304b)进行照射激光，因此如 果是激光长度相同的激光305，则能够对更大尺寸的面板基板302照射激光，因此也能够很 好地对应面板基板302的大型化。但是，面板基板302的行距的空间是作为很好地用作例 如静电对策的短路环(使端子彼此在废弃基板区域短路的配线)的形成区域而利用的，因 此不会完全没有。具有上述结构的第1母基板301如上所述在至少一个面板基板302中具备具有 形成了硅薄膜的区域的端部区域(端子区域304)，上述硅薄膜具有与形成晶体管形成区域 303的硅薄膜的结晶状况不同的结晶状况。结晶状况不同是指例如平均结晶粒径、结晶粒径分布、结晶的表面粗糙度、结晶粒 的生长方向等不同。另外，是指第1结晶状况是多晶质的，第2结晶状况是非晶质的。但 是，在晶体管形成区域，一般为了得到迁移率大的耐压良好的薄膜晶体管，优选与端部区域 (端子区域304)相比，多晶硅的平均结晶粒径大，结晶粒径分布小，结晶的表面粗糙度小。此外，在现有的第1母基板中，如后所述，在所配置的全部面板基板中，端子区域 的硅薄膜的结晶状况相同，并且对于形成端部区域的硅薄膜和晶体管形成区域的硅薄膜， 其结晶状况也相同。在本发明中，也可以在第1母基板301上配置多个的面板基板302中具有第1面 板基板和第2面板基板，上述第1面板基板具备包括具有第1结晶状况的硅薄膜的端部区 域，上述第2面板基板具备包括具有与上述第1结晶状况不同的第2结晶状况的硅薄膜的 端部区域。
在图3(a) (c)所示的例子中，第1面板基板是在各激光照射区域Rl R4中第 1列所包括的面板基板30 ，第2面板基板是在各激光照射区域Rl R4中第2列所包括 的面板基板302b。第1结晶状况和第2结晶状况的不同是指如上所述的平均结晶粒径、结晶粒径分 布、结晶的表面粗糙度、结晶粒的生长方向等不同。另外，是指第1结晶状况是多晶质的，第 2结晶状况是非晶质的。这种结晶状况是例如第1结晶状况是进行一次激光退火而得到的， 另一方面，第2结晶状况是未进行激光退火、进行了两次以上的激光退火等而得到的。晶体管形成区域303中的硅薄膜的结晶状况也可以与第1结晶状况相同。在图 3(c)所示的例子中，晶体管形成区域303a、30;3b与作为端部区域的端子区域30 的结晶状 况相同。在进行了上述激光退火工序的第1母基板301中，对利用现有公知的方法多晶化 的硅薄膜进行图案化，再实施所需的其它材料的形成以及加工。由此，在晶体管形成区域 303中，形成包括像素阵列、薄膜晶体管的单片电路。在本发明中，还可以包括在由上述工序制作出的面板基板302的端部区域例如端 子区域304中形成制造工序管理标记和/或TEG的工序。制造工序管理标记和/或TEG具 有与上述图1、图2中所说明了的制造工序管理标记151、TEG152相同的结构，分别能够通 过对端子区域304中的硅薄膜进行图案化来形成。在本发明中，在端部区域例如端子区域304的情况下，特别地，端子区域304b中的 硅薄膜是不稳定地晶化的硅薄膜或者非晶质的硅薄膜，因此包括该硅薄膜的制造工序管理 标记、TEG也是还未稳定地晶化的硅薄膜或者非晶质的硅薄膜。此外，在此所述的“不稳定 地晶化”或者“不稳定的结晶”是指“未经管理而自行地激光退火”或者“未经管理而由自行 的激光退火而生成的结晶”。在此，本发明人对于制造工序管理标记151、TEG152，进行了如下的遐想。制造工序管理标记151是利用硅薄膜、金属薄膜等就例如种类名称、条形码、位置 确认标记等进行图案化而成的标记，由读取装置读取标记的形状。读取装置仅读取标记的 形状，因此对于形成标记的材质没有任何的影响。因此，以不均勻的多晶硅薄膜、非晶质的 硅薄膜或者均勻的多晶硅薄膜中的任意一种进行图案化所得的标记，形状也是相同的，因 此不会产生作为标记的功能上的问题。另一方面，TEG152可以用于调查薄膜晶体管是否良好地多晶化。例如，在上述例子 中，在端子区域30 中形成的TEG152和在端子区域304b中形成的TEG152在外观上看均正 常地图案化了。但是，在端子区域30 中形成的TEG152因为具有与晶体管形成区域303a 中的硅薄膜的结晶状况相同的结晶状况而良好地多晶化，但是在端子区域304b中形成的 TEG152则与晶体管形成区域30 中的硅薄膜的结晶状况不同，因此不是评价晶体管是否 良好地形成了的TEG。因此，在该情况下，能够通过评价在端子区域30 中形成的TEG152 来达到器件的评价、管理的目的。此外，在上述端子区域304(3(Ma、304b)中，对于制造工序管理标记151、TEG152可 以仅形成其中任意一方，也可以形成两方。另外，制造工序管理标记151、TEG152也可以形 成在作为端部区域的单片电路不存在的边框区域。如上所述，为了将面板基板302b的端部区域(端子区域304b)作为激光接续区域RG加以利用，优选在第1母基板301中，按照端部区域(端子区域304)的排列方向一致的 方式矩阵状地配置面板基板302。通过使面板基板304成为这种排列，能够容易地按照晶体 管形成区域303与端子区域304的结晶状况不同的方式来使硅薄膜多晶化。具备了如上那样形成的面板基板302的第1母基板301按照各面板基板对置的方 式和形成与面板基板302相同数量的CF基板的母基板(未图示)由密封材料贴合并进行 分割，以得到想要的单元。由此，能够形成具有上述结构的多个液晶单元100。图4是表示现有的母基板的制造方法的激光退火工序的平面示意图。激光305以 及沉积了硅薄膜的第1母基板301的结构与上述图3(a)相同。与上述图3(a)相同，使激 光305向箭头A方向移动来使硅薄膜多晶化。在此，在各激光照射区域Rl R3中，对于全 部的面板基板302对晶体管形成区域303和端子区域304的整个面进行激光退火来使其多 晶化。在各激光照射区域Rl R3之间，设有激光接续区域RG，但是与本发明的面板基板 302不同，在激光接续区域RG不包括作为端部区域的端子区域304。比较图3(a)和图4可知，在相邻的激光照射区域之间，本发明的面板基板302的 行距Dl小于现有的面板基板302的行距D2。这样，通过使激光照射区域之间面板基板302 的行距变小，在如图3(a)所示的第1母基板301中能够配置比图4所示的第1母基板301 更多的面板基板302。这样，在本发明中，能够不会造成制造工序管理的问题地增加能够从相同大小的 第1母基板301制造出的面板基板302的数量，实现制造成本的降低。此外，在上述说明中，在各激光照射区域Rl R4中，仅将配置在第2行的面板基 板302b的端部区域(端子区域304b)作为激光接续区域RG加以利用，但是本发明不限于 此，将至少一个端部区域(端子区域304b)作为激光接续区域RG加以利用即可，另外，也可 以将全部端部区域(端子区域304b)作为激光接续区域RG加以利用。另外，在上述说明中，未对作为端部区域的端子区域304b进行激光退火，但是也 可以照射两次激光等来使端子区域304b中的硅薄膜的晶化度高于晶体管形成区域30 中 的硅薄膜的晶化度。另外，也可以仅对端子区域304b的一部分进行激光退火。并且，根据激光305的种类的不同，从激光305的一端到另一端，激光强度有时也 不是一定的。图3(d)是表示激光强度的分布的坐标图和面板基板的示意图。例如，如该坐 标图所示，在采用激光强度有不均勻的激光305的情况下，激光强度低劣的区域S对作为端 部区域的端子区域304b照射激光，激光强度稳定的区域F对晶体管形成区域30 照射激 光。由此，能够提高晶体管形成区域30 中的晶化度并且实现激光305的照射区域的有效 利用。此外，也可以使激光强度低劣的区域S的激光二次射中端子区域304b。另外，在上述说明中，使第1母基板301的一侧固定并使激光305沿着排列面板基 板302的列方向(箭头A方向)移动来进行激光退火，但是本发明不限于此，第1母基板 301与激光305相对移动即可。因此，也可以使第1母基板301的一侧移动并固定激光305 的一侧，或者使第1母基板301和激光305 —起移动来进行激光退火。另外，在上述说明中，说明了利用一个激光305来进行激光退火的工序，但是本发 明不限于此，也可以利用多个激光，也可以组合利用激光长度不同的激光来进行激光退火。另外，在上述说明中，列举以具备包括矩形的显示区域的晶体管形成区域303和 在面板基板302的外缘的一条边形成的端子区域304的三边自由构造的例子作为面板基板302进行了说明，但是本发明不限于此，也可以应用具有两边自由构造、一边自由构造的面 板基板。另外，在上述说明中，作为端部区域，列举端子区域为例进行了说明，但是在本发 明中，端部区域也可以是不存在单片电路的边框区域，也可以是该区域和端部区域这二者。 作为端部区域是不存在单片电路的边框区域的例子，例如可举出如图3(e)所示，激光照 射区域R1、R3与图3(a)相同，但是在激光照射区域R2、R4中，在激光接续区域RG中包括面 板基板302的晶体管形成区域303的一部分。另外，在上述说明中，列举在第1母基板301上配置多个面板基板302的例子进行 了说明，但是本发明不限于此。例如，在制作具有大型面板基板的液晶显示装置等时，在第 1母基板上配置一个面板基板，通过应用上述方法，也能够制作晶体管形成区域与端部区域 的结晶状况不同的本发明的面板基板。另外，在上述说明中，列举贴合第1母基板和第2母基板后，切出面板基板来形成 显示单元的例子进行了说明，但是本发明不限于此，也能够从第1母基板直接切出面板基 板。并且，在上述说明中，列举作为平板显示器的显示单元而代表性地存在的液晶单 元为例进行了说明，但是本发明不限于此，能够在不脱离本发明的要点的范围进行变形。例 如，也能够应用于例如EL显示装置、平板检测器等所使用的显示单元。发明效果根据本发明，通过将面板基板的端子区域的至少一部分作为激光接续区域而加以 利用，能够在母基板上高效率地配置面板基板，能够降低废弃基板区域。


图1是表示具备由本发明所得到的器件基板的液晶单元的结构的立体图。图2是表示如图1所示的面板基板的结构的平面图。图3(a)以及(C)是用于说明本发明的第1母基板及其制造方法的平面示意图， (b)是面板基板的平面示意图，(d)是表示面板基板的激光强度分布的示意图，(e)是说明 与(a)不同的激光照射例的平面示意图。图4是用于说明现有的第1母基板及其制造方法的平面示意图。图5是用于说明实施方式1的母基板上的硅薄膜的晶化处理的立体图。图6是用于说明比较实施方式的母基板上的硅薄膜的晶化处理的立体图。
具体实施例方式下面说明实施方式，更为详细地说明本发明，但是本发明不限于这些实施方式。实施方式1在实施方式1中，举出具体例子来说明对第1母基板进行激光退火的工序。图5是 表示实施方式1的具备多个面板基板502的第1母基板501的结构的立体图。在图5中， 面板基板502是概念性地表示经通过激光退火使硅薄膜晶化后所进行的各种工序来图案 化而成的电路550、端子557的位置等。在第1母基板501上的硅薄膜被退火时，栅极驱动 电路等具体电路550还未被图案化，因此在第1母基板501上表示的面板基板502是概念
13性地表示经晶化工序后所进行的各种工序来图案化的电路的位置等。在图5中，激光505是准分子激光，具有激光长度RL。第1母基板501是具有0. 7mm 程度的厚度的玻璃基板。在第1母基板501的主面上，沉积有硅薄膜506，面板基板502以 规定间隔行列状地配置。具体地配置了 6行X6列=36个面板基板502。在对沉积在第1母基板501上的硅薄膜506进行晶化处理的工序中，变换行地进 行多次使激光505在箭头A方向移动来对第1母基板501的主面进行扫描的处理。在此， 进行三次扫描，使硅薄膜506多晶化。具体地，对第1母基板501上的硅薄膜506执行第一次激光照射。接着进行第2 次激光照射，但是此时关于在第一次激光照射区域Rl与第2次激光照射区域R2之间生成 的激光接续区域RG，如下的关系成立。Dl < D2RG = D2 彡 T+D1在此，T 面板基板的端子长度Dl 本实施方式的相邻的激光照射区域之间的面板基板的行距D2:比较实施方式的相邻的激光照射区域之间的面板基板的行距T、D1以及D2—般是数mm程度。激光接续区域RG能够作为激光照射的不稳定照 射部或者未执行激光照射的区域来设定。第3次激光照射时也相同，关于在第2次激光照射区域R2与第3次激光照射区域 之间的区域生成的激光接续区域RG，与上述同样的关系成立。此外，在第3次的激光照射区域R3中，基板端部侧的区域R不是激光接续区域，但 是该区域R能够与第1母基板501的端部一起设定成激光照射不稳定的激光照射区域，或 者成为不进行激光照射的设定。当如上述那样进行激光退火时，在第1母基板501上行列状地排列的面板基板502 中，该面板基板502内的形成像素、单片电路的预定区域的硅薄膜均正常地多晶化，呈现第 1结晶状况。然而，当注意到作为端部区域的端子区域504时，可知端子区域504的硅薄膜正 常多晶化而呈现第1结晶状况的面板基板502 (A、C、E)和端子区域504的硅薄膜不稳定地 多晶化而呈现第2结晶状况的面板基板502 (B、D、F)是混合存在的。此外，在不对面板基板 502B、面板基板502D以及面板基板502F的端子区域504进行退火的情况下，在这些面板基 板502的端子区域504上沉积的硅薄膜是非晶质的。换言之，在第1母基板501上行列状地配置的特定行(列)的面板基板502的端 子区域504所包括的硅薄膜，如上所述，也可以是平均结晶粒径小的，另外也可以是平均结 晶粒径不均勻的，或者也可以是表面粗糙度大的，极端地说保持非晶质也没有问题，因此将 作为该端部区域的端子区域504作为激光接续区域RG加以利用是本发明的特征。另外，作 为端部区域，也可以是不存在单片电路的边框区域。这样，在本发明的具备面板基板的母基板的制造方法中，如同第1次激光照射区 域Rl与第2次激光照射区域R2之间的激光接续区域RG、第2次激光照射区域R2与第3次 激光照射区域R3之间的激光接续区域RG那样，第η次激光照射区域与第(η+1)次激光照 射区域之间的激光接续区域RG包括面板基板502的端部区域，在此为端子区域504。S卩，不是仅以废弃基板区域来构成激光接续区域RG，而是包括面板基板502的端子区域504来构 成激光接续区域RG，因此无需使废弃基板区域变大，第1母基板501不会浪费。在最好的情 况下，能够实质上仅以端子区域504作为激光接续区域RG，除了作为短路环形成区域的废 弃基板区域之外，面板基板502和面板基板502之间的废弃基板区域是不需要的。另外，在第3次激光照射区域R3中，对于基板端部侧的区域R，使第1母基板501 上的第6行面板基板502的端子区域504不包括在激光照射区域中，因此即使一次激光照 射的范围(激光长度RL)短，能够退火的面板基板502的行(列)数也不会减少。这换言 之是在装置上即使激光长度是最大RL，激光长度实质上也能够作为(RL+T)来利用。由此， 虽然有时也受到面板基板502的尺寸的左右，但是在最好的情况下，发挥能够增加在该激 光长度(RL+T)的范围激光一次能够照射的面板基板502的行(列)数的优点。通过采用这种结构，最好的情况下，可增加在第1母基板501上能够配置的面板基 板502的个数，并且不增加激光照射次数就能够高效率地进行晶化处理。其结果，发挥能够 降低制造成本的效果。这样在本发明中，属于第1母基板501上的规定位置的行或者列的面板基板 502(B、D、E)的端部区域，在此为端子区域504的硅薄膜是不稳定地激光照射或者未激光照 射的区域。并且，特征在于对该不均勻的多晶硅薄膜、非晶质的硅薄膜进行图案化，形成制 造工序管理标记551或者TEG552的一部分。该制造工序管理标记551或者TEG552是对第 1母基板501上的全部面板基板502形成的。在本实施方式的第1母基板501中，混合存在(1)构成配置在端子区域504中的制造工序管理标记551或者TEG552的一部分 的硅薄膜均勻地多晶化的面板基板502 (A、C、E)和(2)构成配置在端子区域504中的制造工序管理标记551或者TEG552的一部分 的硅薄膜不均勻地多晶化或者非晶质的面板基板502 (B、D、F)。此外，构成TEG552的薄膜晶体管的硅薄膜未良好地多晶化的TEG552 (B、D、F)在外 观上正常地图案化，但是实际状态是不值得测量的TEG552。在此，在第1母基板501上配置 的其它面板基板502存在多个，构成属于该面板基板502的TEG552(A、C、E)的硅薄膜良好 地多晶化，若着眼于此，则通过评价这些TEG552 (A、C、E)就能够达到器件的评价、管理的目 的。比较实施方式图6是表示现有的母基板的制造方法的激光退火工序的平面示意图。激光605以 及沉积了硅薄膜606的第1母基板601的结构与上述图5相同。但是，当激光605多次扫描第1母基板601的膜面时，对于在第1母基板601上配 置的全部面板基板602实施相同的激光退火。具体地，改变行而多次进行使激光605在箭头A方向移动来对第1母基板601的 主面进行扫描的处理。在此，固定第1母基板601的一侧，使激光605在箭头A方向移动， 进行3次扫描，使硅薄膜606多晶化。在各激光照射区域Rl R3之间，设有激光接续区域 RG。并且，在各次的激光照射区域Rl R3中，构成各区域所包括的全部面板基板602 的晶体管形成区域661和端子区域604的整个面被多晶化。
如上所示，在以往，作为激光的照射宽度(激光长度)RL，需要是面板基板602的晶 体管形成区域603的长度加上端子区域604的长度而成的长度即包括全部面板基板602的 长度。另外，比较图5和图6可知，在本发明的第1母基板501中，与现有的第1母基板 601相比，激光照射区域之间的面板基板的行距小。由此可知在本发明中，能够降低以往 的废弃基板区域，能够在第1母基板501上高效地配置面板基板502。另外，能够缩短在第 1母基板501上能够配置的面板基板的间隔，因此能够避开易于产生不良的第1母基板501 的周边部(第1母基板501的外缘)，在靠近第1母基板501的中央地配置面板基板。因 此，即使无法增加能够在第1母基板501中配置的面板基板的数量，通过避开上述不良易于 产生的第1母基板501的周边部，也发挥改善面板基板的制造成品率的效果。本申请以2008年9月18日申请的日本国专利申请2008-239167号为基础要求基 于巴黎公约和进入国的法规的优先权。该申请的内容整体作为参照被引入到本申请中。附图标记说明100 液晶单元；110 器件基板；lll、303、303a、303b、503、603 晶体管形成区域； 112、304、304a、304b、504、604 端子区域；113 显示区域；114 栅极驱动电路；115 源极驱 动电路；116、550 电路；117,557 端子；118 配线；120 :CF基板；130 密封材料；140 密封 树脂；151,551 制造工序管理标记；152,552 =TEG ；301,501 第 1 母基板；302,302a,302b, 502,602 面板基板；305、505、605 激光；506、606 硅薄膜；Rl R4 激光照射区域；RG 激 光接续区域；RL:激光长度。
权利要求
1.一种母基板，具备多个面板基板，其特征在于 该母基板具备在主面形成的硅薄膜，该面板基板分别具备晶体管形成区域和端部区域， 该晶体管形成区域由该硅薄膜经多晶化而成， 该端部区域设置在各面板基板的外缘，至少一个面板基板在该端部区域具有包括具有与该晶体管形成区域中的硅薄膜的结 晶状况不同的结晶状况的硅薄膜的区域。
2.根据权利要求1所述的母基板，其特征在于上述面板基板以上述端部区域的排列方向一致的方式矩阵状地配置， 具有第1面板基板和第2面板基板，上述第1面板基板具备包括具有第1结晶状况的 硅薄膜的端部区域，上述第2面板基板具备包括具有与该第1结晶状况不同的第2结晶状 况的硅薄膜的端部区域。
3.根据权利要求2所述的母基板，其特征在于上述晶体管形成区域中的硅薄膜的结晶状况与上述第1结晶状况相同。
4.根据权利要求1 3中的任一项所述的母基板，其特征在于 上述晶体管形成区域包含包括上述硅薄膜的单片电路。
5.根据权利要求1 4中的任一项所述的母基板，其特征在于在上述端部区域形成有包括上述硅薄膜的制造工序管理标记和/或评价专用图案。
6.根据权利要求5所述的母基板，其特征在于 上述制造工序管理标记和/或评价专用图案包括在具有上述第1结晶状况的硅薄膜中形成的制造工序管理标记和/或评价专用图案；和在具有上述第2结晶状况的硅薄膜中形成的制造工序管理标记和/或评价专用图案。
7.根据权利要求1 6中的任一项所述的母基板，其特征在于对于上述晶体管形成区域中的硅薄膜的结晶状况与端部区域中的硅薄膜的结晶状况 而言，从平均结晶粒径、结晶粒径分布以及结晶表面粗糙度中选出的至少一个是不同的。
8.根据权利要求2 6中的任一项所述的母基板，其特征在于对于上述第1结晶状况与上述第2结晶状况而言，从平均结晶粒径、结晶粒径分布以及 结晶表面粗糙度中选出的至少一个是不同的。
9.根据权利要求2 6中的任一项所述的母基板，其特征在于上述第1结晶状况是多晶质的，上述第2结晶状况是不稳定的晶质和/或非晶质的。
10.根据权利要求1 9中的任一项所述的母基板，其特征在于 上述面板基板具备包括矩形的显示区域的晶体管形成区域；和 在该面板基板的外缘的一条边形成的端部区域。
11.一种母基板的制造方法，是具备多个具有晶体管形成区域和端部区域的面板基板 的母基板的制造方法，其特征在于具备在基板的主面沉积硅薄膜的工序；和对该硅薄膜按每个规定的区域进行激光退火的工序，该进行激光退火的工序按照以下方式进行激光退火使激光和该母基板相对移动而使规定区域的该硅薄膜多晶化来形成该晶体管形成区 域，并且至少在一个该端部区域形成包括具有与形成该晶体管形成区域的硅薄膜的结晶状况 不同的结晶状况的硅薄膜的区域。
12.根据权利要求11所述的母基板的制造方法，其特征在于上述进行激光退火的工序进行如下的激光退火按照上述面板基板在上述母基板的主面矩阵状地配置的方式使上述母基板和上述激 光沿着行方向或者列方向相对移动，使得该面板基板具有第1面板基板和第2面板基板，上述第1面板基板具备包括具有 第1结晶状况的硅薄膜的端部区域，上述第2面板基板具备包括具有与该第1结晶状况不 同的第2结晶状况的硅薄膜的端部区域。
13.根据权利要求12所述的母基板的制造方法，其特征在于上述进行激光退火的工序进行激光退火，使得上述晶体管形成区域中的硅薄膜的结晶 状况与上述第1结晶状况相同。
14.根据权利要求11 13中的任一项所述的母基板的制造方法，其特征在于还包括对上述端部区域中的硅薄膜进行图案化来形成制造工序管理标记和/或评价 专用图案的工序。
15.根据权利要求14所述的母基板的制造方法，其特征在于被图案化的上述硅薄膜是不稳定地晶化的硅薄膜和/或非晶质的硅薄膜。
16.根据权利要求11 14中的任一项所述的母基板的制造方法，其特征在于上述激光是准分子激光。
17.一种器件基板，具备晶体管形成区域和端部区域，其特征在于具备由硅薄膜经多晶化而成的晶体管形成区域；和在该器件基板的外缘设置的端部区域，该端部区域具有包括具有与形成该晶体管形成区域的硅薄膜的结晶状况不同的结晶 状况的硅薄膜的区域。
18.根据权利要求17所述的器件基板，其特征在于在上述端部区域形成有包括不稳定地晶化的硅薄膜或者非晶质的硅薄膜的制造工序 管理标记和/或评价专用图案。
全文摘要
本发明提供在母基板上高效率地配置面板基板并且能够降低废弃基板区域的母基板、母基板的制造方法以及包括在母基板上形成的面板基板的器件基板。本发明的母基板具备多个面板基板，上述母基板具备在主面形成的硅薄膜，上述面板基板分别具备晶体管形成区域和端部区域，上述晶体管形成区域是由上述硅薄膜经多晶化而成的，上述端部区域设置在各面板基板的外缘，至少一个面板在上述端部区域具有包括具有与上述晶体管形成区域中的硅薄膜的结晶状况不同的结晶状况的硅薄膜的区域。
文档编号H01L21/02GK102089862SQ20098012746
公开日2011年6月8日 申请日期2009年6月9日 优先权日2008年9月18日
发明者藤川阳介 申请人:夏普株式会社