TW436639B - Laser beam producing device - Google Patents

Description

436639 五、發明說明（l) [發明所屬的技術領域] 本發明係有關於雷射光照射裝置，尤係為關於以透銳 光學系的構成以使線狀雷射光能伸縮於長轴方向的雷射光 照射裝置者 [習用的技術] 近年來有以使用多晶矽（以下稱為- §丨』）代替過去 常用之非晶矽（以下稱為faji」）為半導體層的液晶顯示 裝置（Liquid Crystal Display，以下稱「LCD」）者 〇 為 該p-Si結晶粒之形成或成長，採用以雷射光作處理 (anneal)。 第5圖為進行雷射光退火處理之雷射光照射裝置的構 咸概念圈。 圖中’1為雷射振盪源，2, 11為反射銳，3, 4, 5, 6為圓 柱形透鏡，7, 8, 9, 12, 13為集光透鏡，10為線寬方向的縫 陳’ 14為支持於表面形成有a-Si之處理基板20之檯部。 由雷射振盪源1振盪的雷射光經由圓柱形透銳3,5及4, 6分別分割j上下左右方向。該光如第6圖所示，由透銳8, 9, 1 2, I 太為，並如第7圈所示，由透鏡7引伸 於另一方向成為線狀。然後將線狀雷射光照射於被處理基 板20 β載置被處理基板20的棱部14掃描於線狀雷射光的線 宽方向，以大面積處理之高通過量實現雷射退火作業。 於線狀雷射光中，其線長方向為雷射光的長轴方向， 線宽方向則指雷射光的短轴方向。 第8囷表示於大型玻璃基板30上的LCD板中，形成多數

C:\Program Files\Patem\310566.ptd 第 4 頁 436639__ 五、發明說明（2) 配置有具備P-Si為能動層之TFT的TFT基板31對所謂多面式 母玻璃基板30照射雷射光的狀態》 於母玻璃基板30上堆積a-Si，將線狀雷射光32,33以 掃描方向掃描照射。由晶化-¾成岛p-Si。 [發明所欲解決的課題] 然而於習用雷射光照射裝置因其照射之線狀^雷射光長 轴茭向ϋ ϋ故有如下的問題。 形成為多數的各TFT基板31尺寸定於2. 5叶，3吋等所 須尺寸。因此被處理基板20之母玻璃基板尺寸，或形成於 母玻璃基板上之TFT基板尺寸變化時，無法使用上述雷射 光照射裝置，以致使成本面之不合法》 若以上述配列TFT基板，則於如第8圈所示配置之母玻 璃基板上照射雷射光時，第1次照射的雷射光32不能完全 覆置圖中第4段的TFT基板31a照射，因此第4段的TFT基板 /^la須於第2次照射的雷射光3 3中於第1次照射領域成為重 疊照射。亦即形成經由第1次及第2次照射兩次照射的領域 34 »如上則於該TFT基板之多晶半導體膜粒經於TFT基板内 ι/成為不均一，且於母玻璃基板30内之各TFT基板31發生特 性參差的缺點。 因此，為使各次照射雷射光於TFT基板上不發生重 疊，可如第9圖所示，依線狀雷射光長轴方向之長度設置 /"TFT基板每一區段空隔35，但如上方式則須增大母玻.璃基 板尺寸或縮小TFT基板尺寸，對各基板產生限制。 本發明有鑑於上述習用上的缺點，以提供艇對應各種

C:\Program Fiks\Patent\310566.ptd 第5頁 436639 五、發明說明（3) 尺寸的TFT基板’並能於全面實行均一雷射光照射的雷射 光照射裝置為目的。 [解決課題的手段] 本發明的雷射光照射裝置係具備：雷射光振盪源；一 對圓柱形透銳，及使雷射光成為線狀之凹或凸透銳，且於 一對圓柱形透鏡中之一方使圓柱形透鏡的位置為可變者。 又於上述凹或凸透鏡與被雷射光照射體間，設置用以 遮斷線狀雷射光線長方向端部的缝隙者。 又上述縫陈之開口部大小為可變者》 [發明的實施形態] 第1圖為表示本發明實施形態的雷射光照射裝置之構 成概念圖，圖中，1為雷射光振盪源，2及11為反射鏡，3, 4,5,6為圓柱形透鏡，7, 8, 9, 12, 13為集光透鏡，10為線狀 雷射光在短轴方向的缝隊，14為支持被處理基板20的掻 部。又於接近檯部14位置上設線狀雷射光長輛方向的縫隙 30。於此之圓柱形透鏡3係如圖所示，可滑動於左右方 向。 由雷叙光振盪源1照射的雷射光，分別經由1對圓柱形 透鏡3, 5及4, 6分別分割成上下左右方向。該雷射光係如習 用之第6圈所示，以透鏡8, 9,12, 13收束於一方向成為線 狀。又與其垂直之另一方向則如第7圖所示，由透鏡7引伸 於一方向照射於被處理基板20 〇 如上述，於一方收束，又於另一方延伸成為線狀的線 狀雷射光，照射於被處理基板20。於其同時，將載置被處

C:\ftogram Files^atent\310566.ptd 第6頁 436639 五、發明說明（4) 理基板20之檯部14則移動於照射光束之線狀雷射光短轴方 向’亦即於撵描方向移動。由上述線狀雷射光的掃描得以 在大面積之處理成為可能，故可達成高通過量的雷射光退 火處理》 此時一對圊柱形透鏡3及5係用於控制線狀雷射光長軸 方向的輸出。於該一對圓柱形透銳中，可將可變位置的圓 柱形透銳3向第1圖之左或右移動，即可使線狀雷射光長轴 方向之長度伸缩。例如可將長轴方向的長度150mm雷射光 伸缩於90mm至170mm間。 如上，由於可對應於例如配置在母玻璃基板上之TFT 基板大小，可調整照射之線狀雷射光長軸方向的長度，故 可避免對於某TFT基板照射複數次雷射光。 因此如第3圈所示，不致於因對各TFT基板31照射複數 次雷射光而產生重疊的照射領域，使每次雷射光照射為相 同，因此能製成各TFT基板31之多晶化無參差且特性均一 的TFT基板。亦即於被處理基板20的母玻璃基板尺寸，或 形成在母玻璃基板上的TFT基板尺寸變化時，可對應於各 種狀態變化長轴方向長度對應各種尺寸》 由於能照射均一的雷射光，因此形成在被處理基板20 之母玻璃基板上的p-Si膜能於全領域以均一而具相當高之 移動度形成，由該p-Si形成的TFT可於畫素部獲得充分導 通電流，因此於高精細，大畫面顯示器，增加畫素數對畫 素寫入時間縮短亦可供給充分電荷。又於駆動電路部，其 反應度（response)高而能實行高速動作，因此亦能實現對

C:\ProgramFiles\Pateiit\310566.ptd . 第 7 頁 436639 五、發明說明（5) 應於大畫面，高精細度之短脈衝寬度的驅動。 如上述，調整位置可變圓柱形透銳3與国枉形透銳5的 距離以調整線狀雷射光長轴方向長度，然如第1圈所示， 亦可由設置在集光透鏡舆被處理基板20間的缝隙30予以調 整。 上述缝隙30係如第2圖所示，用於將由透銳7使雷射光 延伸成為線狀雷射光長轴方向長度，調整為所須長度而將 長軸方向兩端遮斷者。由此可將線狀雷射光長度，調整於 圓筒形透鏡3, 5所能控制範圍外之較短長度。 縫隙30係設於接近在被處理基板2 0的位置。其原因為 隨著縫隙30遠離於被處理基板20雷射光之縫隙回折顢著， 因此為防止該回折光成分構成線狀雷射光長轴方向端部的 低強度光成分發生》在本實施形態中缝陈30之設置係在離 被處理基板20約30cm程度距離質。 又因縫隙30係使用開口部大小可變的缝隙，故可自由 地調整線狀雷射光長轴方向。此時可對應於母玻璃基板尺 寸’或母玻璃基板上之TFT基板尺寸調整其長度》 如上述，照射於被處理基板20之線狀雷射光可對應於 TFT基板尺寸照射形成於基板20上的a-Si，因此於各TFT基 板能實行均一的退火處理，以形成均一之高移動度p-Si， 並能以一雷射光照射裝置，製造各種尺寸之TFT基板，因 而能有效使用高償位的雷射光照射裝置，以達到成本的減 低。 於本實施形態中係為雷射光之廷伸於線長方向的集光 HHn mm 第8頁 C:\Program Files\Patent\310566.ptd 五、發明說明（6) 透銳使用凸透銳，然如第4圖所示，得以更換為凹透鏡40 以控制線狀雷射光長軸方向的長度。 [發明的效果] 如上述，若依本發明可由一雷射光照射裝置對應各種 尺寸之基板資行均一的雷射光照射，由而獲得具均一特性 的多晶半導體膜。 [圖面的簡單說明] 第1圈為表示本發明實施形態的雷射光照射裝置之概 念圖。 第2圖為表示本發明實施形態的雷射光照射裝置之光 學系構成圖* 第3圖為表示本發明實施形態的雷射光照射圈。 第4囷為表示本發明之另一實施形態的雷射光照射裝 置之光學系構成圖。 第5圖為表示習用雷射光照射裝置的概念圈。 第6圈為表示習用雷射光照射裝置的光學系構成圖β 第7圖為表示習用雷射光照射裝置的光學系構成圈。 第8圖為表示習用雷射光照射圖。 第9囷為表示習用雷射光照射圖β [符號的說明] 1 雷射振盪源 2, 7 反射銳 3,4,5,6圓柱形透鏡 7,8,9，12,13集光透銳 14 掻部 20 被處理基板 30 縫隙 40 凹透鏡

C:\Ptogram Fdes\Patent\310566.ptd 第9頁

Claims (1)

1. 436F^g 六、申請專利範面 1. 一種雷射光照射裝置*係具備：雷射光振盪源；一對 18枉形透銳，以及將前迷雷射光變成線狀雷射光之凹 或凸透銳’而以前述一對圓柱形透銳中至少將其一方 圓柱形透镜設成該位置為可變者。 2. 如申請專利範圍第1項記載的雷射光照射裝置，該裝置 係於前述凹透鏡或凸透銳與被照射雷辦光髖間設置用 以遮斷前述線狀雷射光線長方向端部的縫隙者。 3. 如申請專利範圍第2項記載的雷射光照射裝置，該裝置 之前述鏠脒開口部的大小為可變者。

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