TW201726288A - 雷射處理裝置整流裝置以及雷射處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明能夠穩定地形成雷射處理裝置中的局部氣體環境。一種雷射處理裝置，其是對具有板面的被處理體照射雷射光而進行處理，所述雷射處理裝置具有：透過區域，使雷射光透過而照射至保持於雷射處理裝置的被處理體；整流部，具有整流面，所述整流面自透過區域端部側與被處理體隔開間隔而沿著被處理體的板面朝透過區域外方擴展；氣體供給部，於與透過區域隔開的位置，將氣體供給至整流面的一側與透過區域之間的空隙；以及氣體排出部，於與透過區域隔開的位置，在與所述一側隔著透過區域的另一側將處於整流面與被處理體之間的空隙的氣體排出至所述空隙外，藉此形成穩定的局部氣體環境。

Description

雷射處理裝置整流裝置以及雷射處理裝置
本發明是有關於一種能夠形成局部氣體環境而對被處理體照射雷射光來進行處理的雷射處理裝置整流裝置以及雷射處理裝置。
於對基板上的矽半導體膜等照射雷射光而進行退火處理的裝置中，已知有於基板上形成包圍經雷射光照射的區域的局部氣體環境而進行退火處理的裝置。
圖6是表示現有裝置的正視圖。於該裝置中，在將雷射光50導入並照射至基板70的雷射照射筒51設有雷射導入窗52。於雷射照射筒51的下方兩側分別設有水平的整流板53、整流板54，雷射光50透過整流板53、整流板54之間的間隙的雷射透過孔51B。 基板70載置於位於雷射處理筒51的下方側且能夠在水平方向上移動的試樣台60上。於該狀態下，整流板53、整流板54與基板70具有規定的間隔。於氣體照射筒51中形成有氣體供給孔51A，可自外部向氣體照射筒51內供給規定的氣體。使供給至氣體照射筒51內的氣體穿過雷射光透過孔51B而向下方吹出，與基板70碰撞後，穿過整流板53、整流板54與基板70的間隙而流向外側，從而形成局部氣體環境。
另外，於專利文獻1中提出一種雷射退火裝置，其具有：環境控制機構，包圍經雷射光束照射的區域；多個氣體供給機構，可向環境控制機構內供給不同的氣體；以及排氣調整機構，將藉由該氣體供給機構而供給的所述環境控制機構內的氣體自退火腔室排出。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-217124號公報
[發明所欲解決之課題] 於專利文獻1等的現有裝置中，為了形成氣體環境，自雷射光的光程附近朝向基板連續噴射氣體。然而，若自雷射照射位置的上方對雷射照射位置噴射氣體流，則於雷射照射位置產生亂流。為了防止亂流，進行將噴射的氣體流設為層流的改良，但避免不了由朝向基板的氣體流碰撞導致的亂流產生。另外，亦可嘗試使氣體流速變慢從而使亂流平穩，但難以形成作為原本目的的均勻的環境。
若產生氣體的亂流，則氣體壓力或溫度會發生紊亂。結果，相對於雷射光的光折射率發生變化而雷射照射位置的雷射強度變得不均勻，從而無法均勻地進行雷射照射處理。另外，若藉由雷射光照射而由Si半導體膜等基板產生Si的蒸氣或微粒子，則帶來雷射光程上的光折射率的變化或遮擋雷射光。於產生亂流的狀態或流速明顯小的狀態下，難以自雷射光程上排出所述蒸氣或微粒子等由基板產生的物質。
本發明是為了解決所述般的現有技術的課題而成者，其目的之一在於提供一種能夠藉由使氣體流沿著被處理體流動而由任意的氣體種形成均勻的環境的雷射處理裝置整流裝置以及雷射處理裝置。 [解決課題之手段]
即，本發明的雷射處理裝置整流裝置中，第1本發明為一種設於對具有板面的被處理體照射雷射光而進行處理的雷射處理裝置的整流裝置，其具有： 整流部，設置於使雷射光透過而照射至保持於所述雷射處理裝置的所述被處理體的透過區域的端部側，且具有與所述被處理體隔開間隔而沿著所述被處理體的板面朝所述透過區域的外方擴展的整流面； 氣體供給部，在設置於所述透過區域的狀態下，於與所述透過區域隔開的位置，將氣體供給至所述整流面的一側與所述透過區域之間的空隙；以及 氣體排出部，在設置於所述透過區域的狀態下，於與所述透過區域隔開的位置，在與所述一側隔著所述透過區域的另一側將所述整流面與所述被處理體之間的空隙的氣體排出至所述空隙外。
根據所述本發明，藉由設置於雷射處理裝置，於與透過區域隔開的位置進行氣體的供給與排出，於照射區域附近形成均勻的流速與壓力分佈，從而形成穩定的局部氣體環境。
第2本發明的雷射處理裝置整流裝置的特徵在於：於所述第1本發明中，所述整流部具有相對於所述透過區域周緣整體而朝外方擴展的形狀。
根據所述本發明，可於透過區域的周圍獲得穩定的局部氣體環境。
第3本發明的雷射處理裝置整流裝置的特徵在於：於所述第1本發明或第2本發明中，所述整流部具有所述整流面以所述透過區域為基準而朝所述氣體排出部的外側擴展的大小，所述氣體排出部具有自所述空隙抽吸氣體的氣體抽吸部。
根據所述本發明，可自較氣體排出部的抽吸位置而言的更外側抽吸整體環境的氣體而進行潔淨化。
第4本發明的雷射處理裝置對具有板面的被處理體照射雷射光而進行處理，所述雷射處理裝置具有： 透過區域，使所述雷射光透過而照射至保持於該雷射處理裝置的所述被處理體； 整流部，具有整流面，所述整流面自所述透過區域的端部側與所述被處理體隔開間隔而沿著所述被處理體的板面朝所述透過區域外方擴展； 氣體供給部，於與所述透過區域隔開的位置，將氣體供給至所述整流面的一側與所述透過區域之間的空隙；以及 氣體排出部，於與所述透過區域隔開的位置，在與所述一側隔著所述透過區域的另一側將處於所述整流面與所述被處理體之間的空隙的氣體排出至所述空隙外。
根據所述本發明，於與透過區域隔開的位置進行氣體的供給與排出，於照射區域附近形成均勻的流速與壓力分佈，從而形成穩定的局部氣體環境。
第5本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明中，所述雷射光於所述被處理體上具有線光束的形狀，且所述透過區域具有與所述線光束形狀的短軸方向及長軸方向一致地分別具有短軸與長軸的條狀形狀， 所述整流部的所述整流面於所述透過區域的短軸側兩側及長軸側兩側朝所述透過區域的外方擴展。
根據所述本發明，可於透過區域的長軸方向外方及短軸方向外方獲得穩定的局部氣體環境。
第6本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明或所述第5本發明中，所述整流面於所述透過區域的長軸端部側自雷射光的長軸端部在長軸方向上朝外側擴展20 mm以上。
根據所述本發明，可自雷射光的長軸端部在長軸方向上朝外側形成局部氣體環境，從而排除整體環境的影響。若所述擴展距離小於20 mm，則容易受到來自雷射光的長軸端部外側的影響。再者，進一步理想的是將所述擴展距離設為50 mm以上。
第7本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明至第6本發明的任一本發明中，所述氣體供給部與所述氣體排出部是以藉由氣體的供給及排出而產生的氣體流覆蓋所述雷射光照射至所述被處理體的照射區域的方式設置。
根據所述本發明，可藉由氣體的層流來覆蓋雷射光照射至被處理體的照射區域而置於穩定的局部氣體環境下。
第8本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第7本發明中，所述雷射光於所述被處理體上具有線光束的形狀，且所述透過區域具有與所述線光束形狀的短軸方向及長軸方向一致地分別具有短軸與長軸的條狀形狀， 所述氣體供給部與所述氣體排出部之間隔著所述透過區域，且分別以超出照射面上的雷射光的長軸寬的兩端的長度範圍進行氣體的供給及排出。
根據所述本發明，可確實地藉由氣體流來覆蓋線光束形狀的雷射光的照射區域。
第9本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明至第8本發明的任一本發明中，所述整流部以所述透過區域為基準而所述整流面在所述一側進一步朝所述氣體供給部的氣體供給位置的外側擴展，且整流面在所述另一側擴展至所述氣體排出部為止。
根據所述本發明，可於氣體供給位置的外側產生氣體的層流，從而防止整體環境的氣體流入。再者，於該形態中，亦可於整流面的另一側具有氣體抽吸部。
第10本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明至第9本發明的任一本發明中，所述整流部的所述整流面以所述透過區域為基準而朝所述氣體排出部的氣體排出位置的外側擴展，所述氣體排出部具有自所述空隙抽吸氣體的氣體抽吸部。
根據所述本發明，可藉由氣體抽吸部有效地進行氣體的排出，於空隙形成更穩定的層流，於氣體抽吸位置，將其外側的氣體形成層流而進行抽吸，從而排除懸浮物等。
第11本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第10本發明中，所述氣體抽吸部連通至所述空隙，且具有氣體朝向與所述整流面垂直的方向和所述氣體排出部的外側方向之間的方向流動的氣體排出路徑。
根據所述本發明，可更有效地抽吸並排出空隙的氣體。
第12本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第10本發明或第11本發明中，所述整流面朝所述氣體供給部的氣體供給位置的外側擴展的長度較所述氣體供給位置與所述氣體排出位置之間的間隔而言更大。
根據所述本發明，藉由以充分的長度於氣體供給位置的外側具有整流面，可確實地排除來自整體環境的氣體的導入。於所述擴展長度為氣體供給位置與氣體排出位置之間的間隔以下的情況下，無法充分地獲得所述排除效果。
第13本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第12本發明中，所述整流面朝所述氣體排出部的氣體排出位置的外側擴展的長度較所述氣體供給位置與所述氣體排出位置之間的間隔而言更大。
根據所述本發明，藉由以充分的長度於氣體排出位置的外側具有整流面，可藉由穩定的層流確實地進行來自整體環境的氣體的抽吸。於所述擴展長度為氣體供給位置與氣體排出位置之間的間隔以下的情況下，無法穩定地獲得所述抽吸效果。
第14本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明至第13本發明的任一本發明中，所述氣體供給部連通至所述空隙，且具有氣體朝向與所述整流面垂直的方向和所述氣體供給部的內側方向之間的方向流動的氣體供給路徑。
根據所述本發明，可對所述空隙穩定地進行氣體的導入，從而可於早些時期穩定地形成氣體的層流。
第15本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明至第14本發明的任一本發明中，具有進行所述被處理體的移動的移動裝置， 以所述移動的方向為基準，於移動方向後方側具有所述氣體供給部的氣體供給位置，於移動方向前方側具有所述氣體排出部的氣體排出位置。
根據所述本發明，可於雷射光的照射前在被處理體的表面形成局部氣體環境，並且向前方送出懸浮物等並加以排出，從而能夠進行穩定的處理。
第16本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第15本發明中，所述移動裝置能夠進行往復運動，且能夠依據移動方向而進行所述氣體供給部與所述氣體排出部的更替。
根據所述本發明，可於被處理體進行往復移動時，在依據移動方向的方向上進行氣體的供給與排出。
第17本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明至第16本發明的任一本發明中，所述氣體供給部的氣體供給位置與照射位置的所述雷射光接近的端部側具有50 mm以上的距離。
根據所述本發明，藉由充分地將氣體的供給位置與雷射光的照射位置隔開，可於照射位置前後形成氣體的流動穩定的層流，從而可確實地排除氣體的亂流。若所述距離不滿足條件，則難以確實地獲得穩定的層流。再者，所述距離進一步理想的是進而設為150 mm以上。
第18本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明至第17本發明的任一本發明中，所述氣體排出部的氣體排出位置與照射位置的所述雷射光接近的端部側具有50 mm以上的距離。
根據所述本發明，藉由充分地將雷射光的照射位置與氣體的排出位置隔開，可於照射位置前後形成氣體的流動穩定的層流，從而可確實地排除氣體的亂流。若所述距離不滿足條件，則難以確實地獲得穩定的層流。再者，所述距離進一步理想的是進而設為150 mm以上。 所謂氣體供給位置與照射位置的所述雷射光接近的端部側的距離、照射位置的所述雷射光接近的端部側的距離與氣體供給位置的距離，理想的是具有20 mm以上的距離，進一步理想的是進而設為50 mm以上。
第19本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明至第18本發明的任一本發明中，所述整流面與所述被處理體的間隔處於1 mm～20 mm的範圍內。
根據所述本發明，藉由適當地設定整流面與所述被處理體的間隔，可形成使氣體的流動穩定的層流。
第20本發明的雷射處理裝置的特徵在於：於所述第4本發明至第19本發明的任一本發明中，所述被處理體中具有非單結晶半導體層，且藉由所述雷射光的處理為再結晶化。 [發明的效果]
根據本發明，於經雷射光照射的區域，氣體未朝向被處理體進行噴射，故不存在使由任意的氣體形成的層流紊亂的因素，氣體沿著被處理體的板面移動而形成均勻的流速與壓力分佈，從而形成穩定的局部氣體環境。進而，藉此可朝向一方向排出蒸氣或微粒子等由被處理體產生的物質，可迅速地自雷射的光程上去除。另外，於蒸氣或微粒子等由被照射物產生的物質多的情況下，可藉由提高流速來應對。 另外，可於不折彎形成層流的整流板的情況下將其設計得長，故可形成更整齊的整流。
（實施形態1） 以下，基於隨附圖式來對本發明的一實施形態的雷射處理裝置1進行說明。 雷射處理裝置1如圖1、圖2所示，具有平面方向軸（X及Y）的試樣台10設置於移動台11A上，且設置為能夠在圖示左右方向以及圖示縱深方向及近前方向上移動，於試樣台10的上方位置形成有條狀的雷射光導入窗15。移動台11A藉由未圖示的驅動裝置而使試樣台10移動，移動台11A及未圖示的驅動裝置構成本發明的移動裝置11。 再者，本發明的雷射處理裝置1中，將後述的基板100載置於試樣台10上。然而，本發明中只要為可保持被處理體者即可，並不限定於進行載置等，亦可藉由握持或氣體浮上等來保持被處理體。
雷射光導入窗15中構成為：使自雷射光源（未圖示）輸出並經過光學系統（未圖示）而形成為線光束形狀的雷射光2入射並照射至下方側。 雷射光2例如為商品名「Vyper」的準分子雷射光，可使用波長為308 nm、脈衝頻率為600 Hz者。其中，關於本發明，雷射光的種類可為連續波、脈衝光的任一種，其頻率等亦無特別限定，亦可為使用多種雷射光者。
雷射光2如上所述，包括在X方向具有短軸、在Y方向具有長軸的形狀，例如可例示：於照射面上短軸寬為0.155 mm～0.450 mm，長軸寬為370 mm～1300 mm。於該實施形態中，設為於照射面上短軸寬為0.4 mm、長軸寬為750 mm、短軸方向光束傾斜度（beam steepness）為70 μm的光束。其中，關於本發明，雷射光的短軸寬、長軸寬的大小等並無限定，且雷射光的光束剖面形狀並不限定於線光束。
雷射光導入窗15相當於本發明的透過區域。雷射光導入窗15被視為與雷射光的光束剖面形狀一致的條狀形狀。於使雷射光直接透過的情況下，是以較雷射光的光束剖面形狀而言大的長條寬及短軸寬形成。另外，亦可以藉由雷射光導入窗15遮蔽雷射光的短軸與長軸的其中一者或兩者的緣部的方式來確定雷射光導入窗15的形狀。於該實施形態中，雷射光導入窗15的長軸方向的大小相對於透過的雷射光2的尺寸而分別在兩側增大25 mm。
試樣台10能夠以所述方式移動，藉由在X方向上移動，能夠對試樣台10相對地掃描雷射光2並照射雷射光2。藉此，雷射光2在與試樣台10的移動方向的相反方向上對基板100進行掃描。
於雷射光導入窗15的周圍設有矩形形狀的整流板20。於試樣台10上設置有形成50 nm厚的非晶矽半導體薄膜（未圖示）的基板100，整流板20的下表面的整流面20A與所述半導體薄膜具有間隔，且沿著X方向擴展。所述間隔理想的是具有1 mm～20 mm的間隔，於該實施形態中是設定為5 mm。其中，關於本發明，其間隔並無特別限定，亦能夠設定適宜的間隔。 形成半導體薄膜的基板100相當於本發明的被處理體。其中，關於本發明，被處理體的種類並不限定於形成半導體薄膜的基板，能夠應用於所有藉由雷射光的照射而進行適宜的處理者中。
整流板20具有超出雷射光2的長軸寬兩端的寬度，理想的是具有分別自雷射光2的長軸兩端擴展20 mm以上的寬度。於該實施形態中，具有分別自雷射光2的長軸端朝外側擴展50 mm的寬度。 另外，整流板20於在-X方向側（圖示左方側）與雷射光導入窗15隔開的位置具有上下貫通的氣體供給孔22B，且於在+X方向側（圖示右方側）與雷射光導入窗15隔開的位置具有上下貫通的氣體抽吸孔23B。氣體供給孔22B及氣體抽吸孔23B依據照射面上的雷射光2的剖面形狀而具有條狀形狀，其長度具有超出照射面上的雷射光2的長軸兩端的長度。進而，具有超出雷射光導入窗15的長軸兩端的長度。 另外，氣體供給孔22B及氣體抽吸孔23B理想的是具有自照射面上的雷射光2所接近的短軸端超出50 mm的距離b。於該實施形態中，具有150 mm的距離。
氣體供給孔22B的上端側連通至設於整流板20的上方的氣體供給筒22A。氣體供給筒22A除氣體入口以外而被密封，並在氣體入口處連接於未圖示的氣體供給源。氣體供給源中可供給單一氣體或兩種以上的包含任意的混合比的氣體，可根據被處理體的種類或處理的內容而變更氣體，亦可於處理中途變更氣體的種類。 氣體供給孔22B中的氣體的供給流量可規定為固定量，另外，亦可於處理中變更流量。氣體的供給流量例如可例示50 L/min。氣體供給孔22B與氣體供給筒22A構成氣體供給部22。
氣體抽吸孔23B的上端側連通至設於整流板20的上方的氣體抽吸筒23A。氣體抽吸筒23A除氣體出口以外而被密封，並在氣體出口處連接於未圖示的氣體抽吸裝置。於氣體抽吸裝置中，可與氣體供給一致地進行動作，但亦可於並非於氣體抽吸的開始時與氣體供給一致的情況下進行氣體抽吸。 氣體抽吸孔23B與氣體抽吸筒23A構成氣體抽吸部23。於該實施形態中，氣體抽吸部23構成氣體排出部。 氣體抽吸孔23B中的氣體的抽吸量理想的是與氣體供給量一致地進行。可藉由將氣體的抽吸量設為與氣體的供給量相當的量來維持壓力。進而，若存在相對於整體環境的供氣或抽吸，則可考慮到所述情況而規定氣體的供給量與氣體的抽吸量，從而使整體的供氣與抽吸一致。
整流板20以雷射光導入窗15為基準而較氣體供給孔22B及氣體抽吸孔23B而言更朝外側擴展，整流板20的外側端部自氣體供給孔22B及氣體抽吸孔23B的外側端部起而分別具有較氣體供給孔22B及氣體抽吸孔23B的內側間距離（a）而言大的長度（＞a）。 所述整流板20、氣體供給部22、氣體抽吸部23構成本發明的整流裝置。
再者，關於雷射處理裝置1，例示有以下者：具有未圖示的處理室，於該處理室內具有移動裝置11、試樣台20及整流裝置，並使雷射光的輸出源或光學系統位於處理室的外部。
其次，對所述雷射處理裝置1的動作進行說明。 於試樣台10上載置有在上表面設有非晶矽半導體薄膜的基板100作為被處理體。 試樣台10藉由移動裝置11而在X-Y方向上移動至初始位置。此時，以基板100在Y方向上的規定區域與雷射光2的照射區域重疊的方式來決定試樣台10的Y方向的移動位置，並使其在X方向上以基板100的前端位於雷射光的照射位置的方式移動。 於該狀態下，於氣體供給部22中，對氣體供給筒22A供給規定的氣體並自氣體供給孔22B以規定的氣體流量供給氣體，另一方面，於氣體抽吸部23中，與氣體供給量一致地進行氣體的抽吸。再者，於該實施形態中，作為氣體而使用氮氣等惰性氣體。藉由氣體的供給與抽吸，於雷射光2的照射區域中，不易產生亂流而成為層流狀態，從而局部氣體環境穩定。再者，於處理初期，試樣台10並不位於抽吸孔23B的下方，因此氣體的抽吸力變弱，故可於處理初期增多氣體抽吸部23的抽吸量。
以脈衝狀振動的雷射光2自未圖示的雷射光源通過光學系統而成為變成線條的光束（線光束），並穿過雷射光導入窗15以適宜的照射能量密度（例如，370 mJ·cm-2 ）照射至基板100上的非晶矽半導體膜的照射面上。 試樣台10藉由移動裝置11而以規定的速度在+X方向上移動。藉此，雷射光2相對地進行掃描並照射至基板100。
另外，於整流板20中，以所述方式自氣體供給孔22B供給的氣體朝向氣體抽吸孔23B而產生氣體的層流，從而獲得穩定的局部氣體環境。進而，於氣體供給孔22B中形成有沿著整流面20A而流向外側的層流，從而防止整體環境中的大氣等自外方流入照射區域。進而，於雷射光照射後短暫的期間，藉由整流面20A而置於良好的局部氣體環境下，故雷射退火的作用良好地進行，從而優質地進行結晶化。 另外，於氣體供給孔22B中，氣體流亦沿著整流面20A而流向兩側方，從而防止大氣等自外方流入照射區域。進而，於氣體抽吸孔23B中，可自外方抽吸氣體，並抽吸整體環境中的懸浮物等而於雷射光照射前進行排除。
關於非晶矽半導體膜，藉由與所述雷射光2的脈衝一致地移動的試樣台10，一面以固定的速度在+X方向上移動一面照射雷射光2，藉此雷射光2進行掃描而照射面移動，藉由照射面而非晶矽半導體膜的任意區域進行再結晶化。另外，可藉由穩定的局部氣體環境而良好地進行雷射退火。
若於基板100的Y方向的規定區域完成處理，則藉由移動裝置11而使試樣台10在Y方向（圖2中為+Y方向）上移動，在Y方向的不同區域進行相同的處理。此時，可於使試樣台10暫時在-X方向上移動而恢復至初始位置後，進行與所述相同的處理，亦可使試樣台10在-X方向上移動並照射雷射光2。於在相反方向移動的情況下，可直接使用氣體供給部22與氣體抽吸部23，亦可藉由氣體供給部22與氣體抽吸部23的配管的更替等來更替兩者，從而在-X方向上使氣體抽吸部位於前方，氣體供給部位於後方。另外，可於對基板100的Y方向的規定區域進行處理後，使試樣台10進行180度旋轉而使雷射光照射至基板100的Y方向的不同區域。
再者，於該實施形態中，對非晶質半導體膜照射雷射光後進行再結晶化，但出於其他目的可廣泛應用於照射雷射光而進行處理者。
（實施形態2） 其次，基於圖3來對其他實施形態進行說明。再者，對與所述實施形態相同的構成標註相同的符號並省略或簡化其說明。 於實施形態1中，對基板100垂直地照射雷射光而進行雷射退火處理，但亦可為具有自傾斜方向對基板100的表面照射雷射光的構成者。 於圖3的雷射處理裝置1A中，使相對於試樣台10在X方向上的移動方向而向斜前方傾斜的雷射光2A穿過雷射光導入窗15而照射至基板100。於該實施形態2中，可在穩定的局部氣體環境下進行雷射退火處理。
（實施形態3） 於所述各實施形態中，以氣體抽吸部作為必需的構成而進行了說明，但亦可設為不具有氣體抽吸部者。基於圖4來對該實施形態3進行說明。再者，對與所述實施形態相同的構成標註相同的符號並省略或簡化其說明。 於該實施形態的雷射處理裝置1B中，將縮短了氣體排出側的長度的整流板21設於雷射光導入窗15的周緣。
與所述實施形態同樣地，整流板21的下表面的整流面21A與基板100之間的間隔是設定為5 mm。另外，整流板21具有超出雷射光2的長軸寬兩端的寬度，且具有自雷射光2的長軸端朝外側擴展50 mm以上的寬度。 氣體供給孔22B依據照射面上的雷射光2的剖面形狀而具有條狀形狀，其長度具有超出照射面上的雷射光2的長軸兩端的長度。氣體供給孔22B具有自照射面上的雷射光2所接近的短軸端起250 mm的距離，於另一側，整流板21的長度自照射面上的雷射光2所接近的短軸端起成為250 mm。整流板21的另一側的端部構成排出氣體的氣體排出部24。
氣體供給孔22B連通至設於整流板21的上方的氣體供給筒22A。 整流板21以雷射光導入窗15為基準而較氣體供給孔22B而更朝外側擴展，整流板21的外側端部自氣體供給孔22B的外側端部起而具有較氣體供給孔22B至另一側的整流板21的端部為止的距離而言大的長度。 所述整流板21、氣體供給部22構成本發明的整流裝置。
於該實施形態中，自氣體供給部22供給的氣體能夠穿過整流面21A與基板100之間向氣體排出部24側移動而成為層流，形成穩定的局部氣體環境而進行良好的退火處理。進而，於較氣體供給部22的氣體供給位置而言的更外側產生朝向外側的層流，從而防止來自外部整體環境的氣體等的流入。
（實施形態4） 於所述各實施形態中，於自基板100的上方垂直地面向下方側而供給氣體供給並進行氣體抽吸的情況下，對在正上方進行抽吸者進行了說明，但於自傾斜方向對基板100供給氣體並進行氣體抽吸的情況下，亦可在傾斜方向上進行抽吸。 基於圖5來對該實施形態的雷射處理裝置1C進行說明。再者，對與所述實施形態相同的構成標註相同的符號並省略或簡化其說明。
於雷射處理裝置1C中，於試樣台10的上方側形成有條狀的雷射光導入窗16。雷射光導入窗16相當於本發明的透過區域。 雷射光導入窗16被視為與雷射光的光束剖面形狀一致的條狀形狀。 於雷射光導入窗16的周圍設有矩形形狀的整流板30。整流板30的下表面的整流面30A與所述非晶矽半導體膜具有5 mm的間隔，且沿著X方向擴展。
整流板30具有超出雷射光2的長軸寬兩端的寬度，且具有自雷射光2的長軸端朝外側擴展50 mm的寬度。 另外，整流板30於-X方向側（圖示左方側）與雷射光導入窗16隔開而具有上下貫通的氣體供給孔22C，且於+X方向側（圖示右方側）與雷射光導入窗16隔開而具有上下貫通的氣體抽吸孔23C。氣體供給孔22C及氣體抽吸孔23C依據照射面上的雷射光2的剖面形狀而具有條狀形狀，其長度具有超出照射面上的雷射光2的長軸兩端的長度。
氣體供給孔22C及氣體抽吸孔23C理想的是於下端側的位置具有自照射面上的雷射光2所接近的短軸端超出150 mm的距離。於該實施形態中，具有250 mm的距離。 氣體供給孔22C具有以下方側靠近雷射光導入窗16側的方式傾斜的角度，理想的是具有超過0度～60度的角度作為相對於整流板30的鉛垂方向的角度θ1。 另外，氣體抽吸孔23C具有以下方側靠近雷射光導入窗16側的方式傾斜的角度，理想的是具有超過0度～60度的角度作為相對於整流板30的鉛垂方向的角度θ2。
氣體供給孔22C連通至設於整流板30的上方的氣體供給筒22A，氣體供給孔22C與氣體供給筒22A構成氣體供給部22。 氣體抽吸孔23C連通至設於整流板30的上方的氣體抽吸筒23A，氣體抽吸孔23C與氣體抽吸筒23A構成氣體抽吸部23。
整流板30以雷射光導入窗15為基準而較氣體供給孔22C及氣體抽吸孔23C而言更朝外側擴展，整流板30的外側端部自氣體供給孔22C及氣體抽吸孔23C的外側端部起而分別具有較氣體供給孔22C及氣體抽吸孔23C的內側間距離而言大的長度。 所述整流板30、氣體供給部22、氣體抽吸部23構成本發明的整流裝置。
於該實施形態中，藉由氣體供給孔22C而將氣體朝斜前方方向導入，於整流面30A與玻璃基板100之間更順暢地形成層流。 另外，藉由氣體抽吸孔23C而朝斜上方側抽吸形成層流的氣體，從而具有將整流面30A與玻璃基板100之間的氣體順暢地排出的效果。
以上，基於所述實施形態而對本發明進行了說明，只要不脫離本發明的範圍則能夠進行適宜的變更。
1、1A、1B、1C‧‧‧雷射處理裝置 2、2A、50‧‧‧雷射光 3‧‧‧雷射光 10、60‧‧‧試樣台 11‧‧‧移動裝置 11A‧‧‧移動台 15、16‧‧‧雷射光導入窗 20、21、30、53、54‧‧‧整流板 20A、21A、30A‧‧‧整流面 22‧‧‧氣體供給部 22A‧‧‧氣體供給筒 22B、22C、51A‧‧‧氣體供給孔 23‧‧‧氣體抽吸部 23A‧‧‧氣體抽吸筒 23B、23C‧‧‧氣體抽吸孔 24‧‧‧氣體排出部 51‧‧‧雷射照射筒（氣體照射筒） 51B‧‧‧雷射光透過孔 52‧‧‧雷射導入窗 70、100‧‧‧基板 a、b‧‧‧距離 θ1、θ2‧‧‧角度
圖1是表示本發明的一實施形態的雷射處理裝置的正視圖。 圖2是表示本發明的一實施形態的雷射處理裝置的平面圖。 圖3是表示本發明的另一實施形態的雷射處理裝置的正視圖。 圖4是表示本發明的又一實施形態的雷射處理裝置的正視圖。 圖5是表示本發明的又一實施形態的雷射處理裝置的正視圖。 圖6是表示現有的雷射處理裝置的正視圖。
1‧‧‧雷射處理裝置
2‧‧‧雷射光
10‧‧‧試樣台
11‧‧‧移動裝置
11A‧‧‧移動台
15‧‧‧雷射光導入窗
20‧‧‧整流板
20A‧‧‧整流面
22‧‧‧氣體供給部
22A‧‧‧氣體供給筒
22B‧‧‧氣體供給孔
23‧‧‧氣體抽吸部
23A‧‧‧氣體抽吸筒
23B‧‧‧氣體抽吸孔
100‧‧‧基板

Claims (20)

  1. 一種雷射處理裝置整流裝置，為設於對具有板面的被處理體照射雷射光而進行處理的雷射處理裝置的整流裝置，其具有： 整流部，設置於使雷射光透過而照射至保持於所述雷射處理裝置的所述被處理體的透過區域的端部側，且具有與所述被處理體隔開間隔而沿著所述被處理體的板面朝所述透過區域的外方擴展的整流面； 氣體供給部，在設置於所述透過區域的狀態下，於與所述透過區域隔開的位置，將氣體供給至所述整流面的一側與所述透過區域之間的空隙；以及 氣體排出部，在設置於所述透過區域的狀態下，於與所述透過區域隔開的位置，在與所述一側隔著所述透過區域的另一側將所述整流面與所述被處理體之間的空隙的氣體排出至所述空隙外。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的雷射處理裝置整流裝置，其中所述整流部具有相對於所述透過區域周緣整體而朝外方擴展的形狀。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的雷射處理裝置整流裝置，其中所述整流部具有所述整流面以所述透過區域為基準而朝所述氣體排出部的外側擴展的大小，所述氣體排出部具有自所述空隙抽吸氣體的氣體抽吸部。
  4. 一種雷射處理裝置，對具有板面的被處理體照射雷射光而進行處理，所述雷射處理裝置具有： 透過區域，使所述雷射光透過而照射至保持於所述雷射處理裝置的所述被處理體； 整流部，具有整流面，所述整流面自所述透過區域的端部側與所述被處理體隔開間隔而沿著所述被處理體的板面朝所述透過區域外方擴展； 氣體供給部，於與所述透過區域隔開的位置，將氣體供給至所述整流面的一側與所述透過區域之間的空隙；以及 氣體排出部，於與所述透過區域隔開的位置，在與所述一側隔著所述透過區域的另一側將所述整流面與所述被處理體之間的空隙的氣體排出至所述空隙外。
  5. 如申請專利範圍第4項或第5項所述的雷射處理裝置，其中 所述雷射光於所述被處理體上具有線光束的形狀，且所述透過區域具有與所述線光束形狀的短軸方向及長軸方向一致地分別具有短軸與長軸的條狀形狀， 所述整流部的所述整流面於所述透過區域的短軸側兩側及長軸側兩側朝所述透過區域的外方擴展。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的雷射處理裝置，其中所述整流面於所述透過區域的長軸端部側自雷射光的長軸端部在長軸方向上朝外側擴展20 mm以上。
  7. 如申請專利範圍第4項至第6項中任一項所述的雷射處理裝置，其中所述氣體供給部與所述氣體排出部是以藉由氣體的供給及排出而產生的氣體流覆蓋所述雷射光照射至所述被處理體的照射區域的方式設置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的雷射處理裝置，其中 所述雷射光於所述被處理體上具有線光束的形狀，且所述透過區域具有與所述線光束形狀的短軸方向及長軸方向一致地分別具有短軸與長軸的條狀形狀， 所述氣體供給部與所述氣體排出部之間隔著所述透過區域，且分別以超出照射面上的雷射光的長軸寬的兩端的長度範圍進行氣體的供給及排出。
  9. 如申請專利範圍第5項至第9項中任一項所述的雷射處理裝置，其中所述整流部以所述透過區域為基準而所述整流面在所述一側進一步朝所述氣體供給部的氣體供給位置的外側擴展，且整流面在所述另一側擴展至所述氣體排出部為止。
  10. 如申請專利範圍第4項至第9項中任一項所述的雷射處理裝置，其中所述整流部的所述整流面以所述透過區域為基準而朝所述氣體排出部的氣體排出位置的外側擴展，所述氣體排出部具有自所述空隙抽吸氣體的氣體抽吸部。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的雷射處理裝置，其中所述氣體抽吸部連通至所述空隙，且具有氣體朝向與所述整流面垂直的方向和所述氣體排出部的外側方向之間的方向流動的氣體排出路徑。
  12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述的雷射處理裝置，其中所述整流面朝所述氣體供給部的氣體供給位置的外側擴展的長度較所述氣體供給位置與所述氣體排出位置之間的間隔而言更大。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的雷射處理裝置，其中所述整流面朝所述氣體排出部的氣體排出位置的外側擴展的長度較所述氣體供給位置與所述氣體排出位置之間的間隔而言更大。
  14. 如申請專利範圍第4項至第13項中任一項所述的雷射處理裝置，其中所述氣體供給部連通至所述空隙，且具有氣體朝向與所述整流面垂直的方向和所述氣體供給部的內側方向之間的方向流動的氣體供給路徑。
  15. 如申請專利範圍第4項至第14項中任一項所述的雷射處理裝置，其具有進行所述被處理體的移動的移動裝置， 以所述移動的方向為基準，於移動方向後方側具有所述氣體供給部的氣體供給位置，於移動方向前方側具有所述氣體排出部的氣體排出位置。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的雷射處理裝置，其中所述移動裝置能夠進行往復運動，且能夠依據移動方向而進行所述氣體供給部與所述氣體排出部的更替。
  17. 如申請專利範圍第4項至第16項中任一項所述的雷射處理裝置，其中所述氣體供給部的氣體供給位置與照射位置的所述雷射光接近的端部側具有50 mm以上的距離。
  18. 如申請專利範圍第4項至第17項中任一項所述的雷射處理裝置，其中所述氣體排出部的氣體排出位置與照射位置的所述雷射光接近的端部側具有150 mm以上的距離。
  19. 如申請專利範圍第4項至第18項中任一項所述的雷射處理裝置，其中所述整流面與所述被處理體的板面之間的間隔處於1 mm～20 mm的範圍內。
  20. 如申請專利範圍第4項至第19項中任一項所述的雷射處理裝置，其中於所述被處理體中具有非單結晶半導體層，且藉由所述雷射光的處理為再結晶化。
TW105134368A 2015-10-26 2016-10-25 雷射處理裝置整流裝置以及雷射處理裝置 TWI695750B (zh)

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