TWI422453B - Atmosphere stabilization method and laser processing device - Google Patents

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TWI422453B TW100108687A TW100108687A TWI422453B TW I422453 B TWI422453 B TW I422453B TW 100108687 A TW100108687 A TW 100108687A TW 100108687 A TW100108687 A TW 100108687A TW I422453 B TWI422453 B TW I422453B
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Description

氛圍安定化方法及雷射處理裝置
本發明有關於氛圍安定化方法及雷射處理裝置，更詳細而言，有關於在將基板搬入到雷射處理裝置後，當使基板旋轉時，在旋轉途中可以防止氣體氛圍變亂之氛圍安定化方法及雷射處理裝置。
先前技術中，使線狀之雷射光照射在非晶質半導體基板同時使基板移動，當對基板全面施加雷射處理時，為著使被雷射光照射之局部成為氣體氛圍，習知之雷射處理裝置之氣體噴射手段，是從縫隙狀之氣體噴射口朝向基板噴出氣體(例如氮氣)(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-294101號公報
圖11~圖15是說明圖，用來表示以雷射光5沿著長方形基板P之長邊，掃描基板P之過程。另外，在圖11中，接近雷射光5和氣體噴射口6之基板P短邊稱為第1邊p1，依順時針方向以下一個長邊稱為第2邊p2，以下一個短邊稱為第3邊p3，以下一個長邊稱為第4邊p4。
如圖11之概念所示，以雷射光5和氣體噴射口6位於第1邊p1中央部附近之方式，將基板P搬入到雷射處理裝置。另外，在圖11中以使雷射光5和氣體噴射口6位於突出到第1邊p1中央部外側之密封蓋8端緣部之方式，將基板P搬入到雷射處理裝置，但是亦可以以雷射光5和氣體噴射口6位於第1邊p1中央部上或接近內側之方式，將基板P搬入到雷射處理裝置。
在圖11中，從氣體噴射口6噴出之氣體，接觸在密封蓋8端緣部，使被雷射光5照射之局部成為氣體氛圍。
在利用雷射光5開始基板P之掃描時，如圖11之箭頭y11所示，使基板P移動，如圖12所示，使雷射光5和氣體噴射口6位於相當於第1邊p1之左半部分外側之密封蓋8端緣部。
其次，如圖12之箭頭x11所示，使基板P移動，如圖13所示，對基板P左半部分進行雷射處理。在對基板P左半部分進行雷射處理後，使雷射光5和氣體噴射口6位於突出到第3邊p3左半部分外側之密封蓋8端緣部。
其次，如圖13之箭頭y12所示，使基板P移動，並如圖14所示，使雷射光5和氣體噴射口6位於與突出到第3邊p3右半部分外側之密封蓋8端緣部。
其次，如圖14之箭頭x12所示，使基板P移動，並如圖15所示，對基板P之右半部分進行雷射處理。在對基板P右半部分進行雷射處理後，使雷射光5和氣體噴射口6位於與突出到第1邊p1右半部分外側之密封蓋8端緣部。
然後，如圖15之箭頭y13所示移動基板，並使基板P回到圖11所示之位置。然後，從雷射處理裝置搬出基板P。
當利用雷射光5沿著基板P之短邊掃描基板P之情況時，如圖11所示，在將基板P搬入到雷射處理裝置後，使基板P以其中心作為旋轉軸旋轉90°，並如圖16所示，使使雷射光5和氣體噴射口6位於突出到第2邊p2中央部外側之密封蓋8端緣部。然後，與利用雷射光5沿著基板P之長邊掃描基板P之情況同樣地使基板P移動，利用雷射光5沿著基板P之短邊掃描基板P。
圖17表示如圖11所示，將基板P搬入到雷射處理裝置後，使基板P旋轉至如圖16所示之位置之途中之狀態。
當以箭頭α 旋轉時，氣體噴射口6之端部N會突出到密封蓋8之外，會使氣體洩漏。
因此，氣體氛圍會變亂，在使基板P旋轉至如圖16所示之位置後至氣體氛圍安定需要花時間，不能立即開始掃描為其問題。
因此，本發明之目的是提供在將基板搬入到雷射處理裝置後，當使基板旋轉時，在旋轉途中可以防止氣體氛圍變亂之氛圍安定化方法及雷射處理裝置。
在第1觀點，本發明提供一種氛圍安定化方法，用在雷射處理裝置其中具備有：基板支持手段，具有基板支持面用來支持具有第1邊至第4邊之四角形之基板，而且可以使上述基板支持面在平行於上述基板支持面之2次元方向直線移動，而且可以使上述基板支持面以垂直於上述基板支持面之軸為中心進行旋轉；四角形之密封蓋，以端緣部突出到被上述基板支持面支持之基板之周圍之方式，被設置在上述基板和上述基板支持面之間；雷射光源，用來使線狀之雷射光照射在上述基板；和縫隙狀之氣體噴射口，朝向上述基板噴出氣體(例如氮氣)，用來使被雷射光照射之局部成為氣體氛圍；其特徵在於：以使氣體噴射口位於上述第1邊之中央部附近之方式支持基板，其次以使上述基板之中心接近上述氣體噴射口之方式使上述基板直線移動，其次使上述基板進行旋轉。
在依照上述第1觀點之氛圍安定化方法中，當使基板旋轉時，氣體噴射口之端部不會在密封蓋之外。因此，氣體氛圍不會變亂，而成為安定之狀態，在使基板旋轉後，可以立即開始掃描。
另外，在初期位置，以氣體噴射口位於第1邊之中央部附近之方式支持基板，所以不需要使基板旋轉就可以立即開始掃描。亦即，可以因應從初期位置使基板旋轉再開始掃描之情況，和從初期位置不使基板旋轉就開始掃描之情況等兩 者。
作為初期位置者，假如以氣體噴射口位於基板之中心附近之方式支持基板時，即使不直線移動而是使基板旋轉，氣體噴射口之端部亦不會在密封蓋之外。但是，在開始掃描之情況必需以氣體噴射口位於基板任一邊附近之方式，使基板直線移動，因而不佳。
另外，假如使密封蓋足夠大時，從初期位置不進行直線移動即使使基板旋轉，氣體噴射口之端部亦不會在密封蓋之外。但是，若密封蓋變大，則因為會造成雷射處理裝置之尺寸之大型化，因而不佳。
在第2觀點，本發明提供一種氛圍安定化方法，其特徵是在上述第1觀點之氛圍安定化方法中，使上述直線移動和上述旋轉並行地進行。
假如成為適當之時序時，即使使直線移動和上述旋轉並行地進行，在基板之旋轉中，氣體噴射口之端部亦不會在密封蓋之外。另外，當與直線移動和旋轉順序進行之情況比較時，所需要之時間可以縮短。
在第3觀點，本發明提供一種雷射處理裝置，其特徵在於具備有：基板支持手段，具有基板支持面用來支持具有第1邊至第4邊之四角形之基板，而且可以使上述基板支持面在平行於上述基板支持面之2次元方向直線移動，而且可以使上述基板支持面以垂直於上述基板支持面之軸為中心進行 旋轉；四角形之密封蓋，以端緣部突出到被上述基板支持面支持之基板之周圍之方式，被設置在上述基板和上述基板支持面之間；雷射光源，用來使線狀之雷射光照射在上述基板；縫隙狀之氣體噴射口，朝向上述基板噴出氣體(例如氮氣)，用來使被雷射光照射之局部成為氣體氛圍；和控制手段，以使氣體噴射口位於上述第1邊之中央部附近之方式支持基板，以使上述基板之中心接近上述氣體噴射口之方式使上述基板直線移動，其次使上述基板進行旋轉。
在依照上述第3觀點之雷射處理裝置中，當使基板旋轉時，氣體噴射口之端部不會在密封蓋之外。因此，氣體氛圍不會變亂，而成為安定之狀態，在使基板旋轉後，可以立即開始掃描。
另外，在初期位置，以氣體噴射口位於第1邊之中央部附近之方式支持基板，所以不需要使基板旋轉就可以立即開始掃描。亦即，可以因應從初期位置使基板旋轉再開始掃描之情況，和從初期位置不使基板旋轉就開始掃描之情況等兩者。
作為初期位置者，假如以氣體噴射口位於基板中心附近之方式支持基板時，即使不進行直線移動而是使基板旋轉，氣體噴射口之端部亦不會在密封蓋之外。但是，在開始掃描之情況必需以氣體噴射口位於基板任一邊附近之方式，使基板直線移動，因而不佳。
另外，假如使密封蓋足夠大時，從初期位置不進行直線移動即使使基板旋轉，氣體噴射口之端部亦不會在密封蓋之外。但是，若密封蓋變大，則因為會造成雷射處理裝置之尺寸亦會大型化，因而不佳。
在第4觀點，本發明提供一種雷射處理裝置，其特徵是在上述第3觀點之雷射處理裝置中，上述控制手段係使上述直線移動和上述旋轉並行地進行。
假如成為適當之時序時，即使使直線移動和上述旋轉並行地進行，在基板之旋轉中，氣體噴射口之端部亦不會在密封蓋之外。另外，當與直線移動和旋轉順序進行之情況比較時，所需要之時間可以縮短。
依照本發明之氛圍安定化方法及雷射處理裝置時，在將基板搬入到雷射處理裝置後，當使基板旋轉時，可以防止旋轉途中之氣體氛圍變亂。因此，在使基板旋轉後可以立即開始掃描，可以提高生產效率。
以下，利用附圖所示之實施形態用來更詳細地說明本發明。另外，本發明並不只限於此種方式者。
[實施例1]
圖1是構造說明圖，用來表示實施例1之雷射退火裝置100。
該雷射退火裝置100具備有：處理室7，具有雷射光透過窗1和基板搬入出口9；軌道11，被設置在處理室7之底面；X台12，在軌道11上於x方向直線移動；軌道13，被設置在X台12之頂面；Y台14，在軌道13上於y方向直線移動；旋轉台2，被支持在Y台14水平旋轉；密封蓋8，被設置在旋轉台2上；雷射光源4，用來對被載置在密封蓋8上之基板P照射雷射光5；局部密封盒3，具有氣體噴射口6用來對基板P噴出氣體(例如氮氣)，使被雷射光5照射之局部成為氣體氛圍；和控制裝置20，係作為控制手段用來控制雷射光源4之ON/OFF或X台12之直線移動等。作為本發明之基板支持手段，包含有旋轉台2、軌道11、X台12、軌道13及Y台14。
圖2是概念圖，用來說明基板P、密封蓋8、雷射光5和氣體噴射口6之位置關係。
基板P係具有第1邊p1至第4邊p4之四角形。
密封蓋8亦為四角形，以端緣部突出到基板P周圍之方式，載置基板P。
雷射光5為線狀。
氣體噴射口6為縫隙狀。
如圖2之概念式所示，以雷射光5和氣體噴射口6位於第1邊p1中央部附近之方式，從基板搬入出口9搬入基板P。
在圖2中是以雷射光5和氣體噴射口6位於第1邊p1中央部外側之密封蓋8端緣部之方式，搬入基板P，但是亦可以以雷射光5和氣體噴射口6位於第1邊p1之中央部上或接近內側之方式，搬入基板P。
在圖2中，從氣體噴射口6噴出之氣體係與密封蓋8之端緣部接觸，使被雷射光5照射之局部成為氣體氛圍。
另外，實際上設計成當以基板P之第1邊p1與雷射光5之線呈平行、而且基板P中心和旋轉台2旋轉軸一致之方式，搬入基板P時，雷射光5和氣體噴射口6位於第1邊p1中央部附近。
沿著基板P長邊利用雷射光5對基板P進行掃描之動作，與參照圖11~圖15所說明之先前技術之動作相同，在此處將其說明進行省略。
參照圖2~圖10用來說明沿著基板P短邊利用雷射光5，掃描基板P之動作。
如圖2之箭頭x1所示之方式，使基板P直線移動，並如圖3所示，使氣體噴射口6接近基板P之中心。圖3之2點鏈線是搬入時之基板位置。這時之直線移動量之決定方法將於後面說明。
其次，如圖4所示之方式，以基板P之中心作為旋轉軸使基板P旋轉。
即使如箭頭α地旋轉時，亦不會使氣體噴射口6突出到密封蓋8之外，所以可以安定地保持氣體氛圍。
如圖5所示，當完成使基板P旋轉90°，則如圖5之箭頭y1所示，使基板P移動，並如圖6所示，使雷射光5和氣體噴射口6位於與第2邊p2左半部分外側相當之密封蓋8端緣部。
其次，如圖6之箭頭x2所示，使基板P移動，並如圖7所示，對基板P左半部分進行雷射退火處理。在對基板P左半部分進行雷射退火處理之後，使雷射光5和氣體噴射口6位於突出到第4邊p4左半部分外側之密封蓋8端緣部。
其次，如圖7之箭頭y2所示，使基板P移動，並如圖8所示，使雷射光5和氣體噴射口6位於突出到第4邊p4右半部分外側之密封蓋8端緣部。
其次，如圖8之箭頭x3所示，使基板P移動，如圖9所示，對基板P之右半部分進行雷射退火處理。在對基板P右半部分進行雷射退火處理之後，使雷射光5和氣體噴射口6位於突出到第2邊p2右半部分外側之密封蓋8端緣部。
最後，如圖9之箭頭y3所示，使基板P移動，並使基板P回到圖10之位置。然後，從雷射退火裝置100搬出基板P。
依照實施例1之雷射退火裝置100時，在搬入基板P後，當使基板P旋轉90°時，在旋轉途中因為氣體噴射口6之端部不會突出到密封蓋8之外，所以在旋轉途中可以防止氣體氛圍之變亂。因此，在使基板P旋轉90°後至氣體氛圍安定，不需要等待時間，可以提高生產效率。
-使氣體噴射口6接近基板P中心，而使基板P直線移動之直線移動量-
在圖2中，氣體噴射口6和基板P之中心之間的距離設定為L0，在圖5中，氣體噴射口6和基板P之中心之間的距離設定為L90，隨著氣體噴射口6之長度和寬度使調整值設定為A時，從圖3之判定直線移動量=L0-L90+A。在此處圖2中，氣體噴射口6和基板P之中心之間的距離L0，係基板P長邊長之1/2+第1邊p1和氣體噴射口6之間隔。另外，在圖5中氣體噴射口6和基板P之中心之間的距離L90，為基板P短邊長之1/2+第2邊p2和氣體噴射口6之間隔。因此，直線移動量=(基板P長邊長-基板P短邊長)/2+(圖2中第1邊p1和氣體噴射口6之間隔-圖5中第2邊p2和氣體噴射口6之間隔)+A。
[實施例2]
控制裝置20並行地進行圖2所示之直線移動x1和圖4所示之旋轉α。
假如設定為適當之時序，則即使直線移動和旋轉並行地進行，在基板P之旋轉中氣體噴射口6之端部亦不會在密封蓋8之外。而且，當與直線移動和旋轉順序進行之情況比較時，可以縮短所需要之時間。
(產業上之可利用性)
本發明之氛圍安定化方法及雷射處理裝置可以利用在例如非晶質半導體基板之雷射退火處理。
1．．．雷射光透過窗
2．．．旋轉台
3．．．局部密封盒
4．．．雷射光源
5．．．雷射光
6．．．氣體噴射口
7．．．處理室
8．．．密封蓋
9．．．基板搬入出口
11．．．軌道
12．．．X台
13．．．軌道
14．．．Y台
20．．．控制裝置
100．．．雷射退火裝置
P．．．基板
P1．．．第1邊
P2．．．第2邊
P3．．．第3邊
P4．．．第4邊
圖1是構造說明圖，用來表示實施例1之雷射退火裝置。
圖2是概念式俯視圖，用來表示基板搬入時之初期位置。
圖3是概念式俯視圖，用來表示實施例1之直線移動步驟。
圖4是概念式俯視圖，用來表示實施例1之基板旋轉中之狀態。
圖5是概念式俯視圖，用來表示實施例1之旋轉後之狀態。
圖6是概念式俯視圖，用來表示基板左半部分之掃描開始時之狀態。
圖7是概念式俯視圖，用來表示基板左半部分之掃描結束時之狀態。
圖8是概念式俯視圖，用來表示基板右半部分之掃描開始時之狀態。
圖9是概念式俯視圖，用來表示基板右半部分之掃描結束時之狀態。
圖10是概念式俯視圖，用來表示基板搬出時之位置關係。
圖11是概念式俯視圖，用來表示基板搬入時之初期位置。
圖12是概念式俯視圖，用來表示基板左半部分之掃描開始時之狀態。
圖13是概念式俯視圖，用來表示基板左半部分之掃描結束時之狀態。
圖14是概念式俯視圖，用來表示基板右半部分之掃描開始時之狀態。
圖15是概念式俯視圖，用來表示基板右半部分之掃描結束時之狀態。
圖16是概念式俯視圖，用來表示先前技術之基板旋轉後之狀態。
圖17是概念式俯視圖，用來表示先前技術之基板旋轉中之狀態。
5．．．雷射光
6．．．氣體噴射口
8．．．密封蓋
P．．．基板
P1．．．第1邊
P2．．．第2邊
P3．．．第3邊
P4．．．第4邊

Claims (4)

  1. 一種氛圍安定化方法，其特徵在於：在具備下述組件之雷射處理裝置中：基板支持手段，具有基板支持面用來支持具有第1邊至第4邊之四角形之基板，而且可以使上述基板支持面在平行於上述基板支持面之2次元方向直線移動，而且可以使上述基板支持面以垂直於上述基板支持面之軸為中心進行旋轉；四角形之密封蓋，以端緣部突出到被上述基板支持面支持之基板之周圍之方式，被設置在上述基板和上述基板支持面之間；雷射光源，用來使線狀之雷射光照射在上述基板；和縫隙狀之氣體噴射口，朝向上述基板噴出氣體，用來使被雷射光照射之局部成為氣體氛圍；以使上述氣體噴射口位於突出上述第1邊之中央部外側之密封蓋的端緣或第1邊之中央部上或接近第1邊之中央部內側之方式支持基板，其次以使上述基板之中心接近上述氣體噴射口之方式使上述基板以即便使上述基板旋轉上述氣體噴射口亦不會突出到上述密封蓋之外的移動量直線移動，其次使上述基板進行旋轉。
  2. 如申請專利範圍第1項之氛圍安定化方法，其中，上述直線移動和上述旋轉並行地進行。
  3. 一種雷射處理裝置，其特徵在於具備有：基板支持手段，具有基板支持面用來支持具有第1邊至第4邊之四角形之基板，而且可以使上述基板支持面在平行於上述基板支持 面之2次元方向直線移動，而且可以使上述基板支持面以垂直於上述基板支持面之軸為中心進行旋轉；四角形之密封蓋，以端緣部突出到被上述基板支持面支持之基板之周圍之方式，被設置在上述基板和上述基板支持面之間；雷射光源，用來使線狀之雷射光照射在上述基板；縫隙狀之氣體噴射口，朝向上述基板噴出氣體，用來使被雷射光照射之局部成為氣體氛圍；和控制手段，以使上述氣體噴射口位於突出上述第1邊之中央部外側之密封蓋的端緣或第1邊之中央部上或接近第1邊之中央部內側之方式支持基板，以使上述基板之中心接近上述氣體噴射口之方式使上述基板以即便使上述基板旋轉上述氣體噴射口亦不會突出到上述密封蓋之外的移動量直線移動，其次使上述基板進行旋轉。
  4. 如申請專利範圍第3項之雷射處理裝置，其中，控制手段使上述直線移動和上述旋轉並行地進行。
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