激光能量自动控制系统与方法技术方案

本发明专利技术公开一种激光能量自动控制系统与方法。该方法包括：首先，提供一衬底。接着，测量衬底的氢含量值。然后，评估氢含量值是否小于一氢含量临界值。若氢含量大于氢含量临界值，则发出一警示信号。若氢含量不大于氢含量临界值，则测量衬底的厚度值。另外，建立各衬底厚度值与各激光能量值的一个对比表。接着，藉由对比表评估对应厚度值的一个激光能量值。最后，以激光能量值为依据施加一对应激光能量于衬底。本发明专利技术还提供实行该方法所需的系统。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光系统与方法，且特别涉及一种激光能量自动控制的系统与方法。
技术介绍
现有驱动液晶显示装置的方法中，主要用来作为图线显示的是薄膜晶体管(thin film transistor；TFT)的方式，而目前常见的薄膜晶体管主要有非晶硅薄膜晶体管(a-Si:H TFT)及多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)两种。多晶硅又可分为高温多晶硅(high temperature poly silicon；HTPS)与低温多晶硅(lowtemperature poly silicon；LTPS)两种。现有的低温多晶硅薄膜晶体管工艺是利用准分子激光作为热源，激光光经过投射系统后，会产生能量均匀分布的激光束，投射于非晶硅结构的玻璃基板上，当非晶硅结构玻璃基板吸收准分子激光的能量后，会转变成为多晶硅结构，因整个处理过程都是在600℃以下完成，此过程称为激光结晶退火(excimer laser annealing；ELA)工艺。因此，激光结晶为低温多晶是薄膜晶体管工艺的关键技术的一。在进行激光结晶退火(excimer laser；ELA)工序前，必须有几点考虑。第一、准分子激光退火结晶系统对非晶硅(a-Si)的厚度相当敏感，一旦非晶硅的厚度变化超过10，所需要的激光最佳结晶能量就会有所不同，因此，激光结晶工序所提供的激光能量必须随着非晶硅的厚度而调整。第二、非晶硅通常都含有部分氢，若非晶硅的氢含量过高，在激光结晶工序的过程中，会有发生氢爆的危险，因此，一旦发现非晶硅的氢含量过高，就必须舍弃。然而，现有的准分子激光退火结晶设备和膜厚测量仪、氢含量测量仪并未整合，必须将非晶硅额外做氢含量测量确定在安全范围内的后，才进行激光结晶过程，并且无法依据非晶硅的厚度调整激光能量，所以无法确切掌握所施加的激光是提供最佳激光结晶能量。
技术实现思路
因此，为了解决上述问题，本专利技术主要目的在于提供一种，可适用于将薄膜晶体管(TFT)的非晶硅进行激光结晶(ELA)工序。本专利技术的目的之一在于一种，藉由该系统不仅可测量非晶硅的厚度与氢含量，并且可进行激光结晶(ELA)程序。本专利技术的目的之二在于一种，以对应不同的非晶硅层厚度提供一适当的激光结晶能量，使非晶硅层完全转变为结晶硅层。本专利技术的目的之三在于一种，以避免非晶硅层进行激光结晶(ELA)程序时发生氢爆的现象。本专利技术的目的之四在于一种，以增进产能(throughput)。本专利技术的主要特征是利用先测量出非晶硅层的氢含量是否达到安全标准，达标准的非晶硅层才可进行激光结晶(ELA)工艺，并且在进行激光结晶(ELA)工艺之前，先测量出非晶硅层的厚度，藉由对比已预先建立的非晶硅层厚度与激光能量对比表以决定适当的激光能量。为获致上述的目的，本专利技术提出一种激光能量自动控制系统，主要包括一衬底承载装置，用以承载一衬底；一测量装置，用以测量上述衬底的一厚度值与上述衬底的一氢含量值；一对比装置，用以提供一氢含量临界值与各衬底厚度值与各激光能量值的一对比表，藉以评估上述氢含量值是否大于上述氢含量临界值，且以上述厚度值对比上述对比表所对应的一激光能量值；以及一激光装置，以依据上述激光能量值施加一对应激光能量于上述衬底。如前所述，上述测量装置可包括一椭圆仪(ellipsometry)。上述氢含量值可藉由测量上述衬底的一消光系数(light extinction coefficient)，经由消光系数与能带(band gap)关系推算出来。上述厚度值可藉由测量上述衬底的一折射率(refractive index)，经过布拉格衍射定律(Bragg diffraction law)推算而得。如前所述，上述对比装置可包括一计算机。上述对比装置将上述氢含量值评估的方法可包括若上述氢含量值大于上述氢含量标准值，则发出一警示信号；以及若上述氢含量值不大于上述氢含量临界值，则通知上述测量装置测量上述衬底的厚度值。另外，上述对比装置以上述厚度值对比上述对比表所对应的一激光能量值的方法可包括将上述测量装置所测量的上述衬底的厚度值传送至上述对比装置；藉由对比装置以上述厚度值对比上述对比表所对应的一激光能量值；以及将上述激光能量值传送至上述激光装置。根据本专利技术，上述衬底包括一非晶硅层。上述对比表藉由评估具有各种不同厚度的上述非晶硅层完全转变成一结晶硅层所需要的激光能量所建立。为获得上述目的，本专利技术又提出一种激光能量自动控制方法，主要包括首先，提供一衬底于一衬底承载装置。藉由一椭圆仪测量上述衬底的一氢含量值。然后，藉由一对比装置评估上述氢含量值是否小于一氢含量临界值。接着，若上述氢含量大于上述临界值，则上述对比装置发出一警示信号。接着，若上述氢含量不大于上述氢含量临界值，则藉由上述椭圆仪测量上述衬底的一厚度值。另外，建立各衬底厚度值与各激光能量值的一个对比表。然后，藉由上述对比表以上述对比装置评估对应上述厚度值的一激光能量值。最后，藉由一激光装置依据上述激光能量值施加一对应激光于上述衬底。如前所述，上述衬底包括一非晶硅层。上述对比表藉由评估具有各种不同厚度的上述非晶硅层完全转变成一结晶硅层所需要的激光能量所建立。藉由一激光装置提供上述激光能量施加于上述衬底的步骤是进行一激光退火结晶过程，以使上述非晶硅层转变为结晶硅层。根据本专利技术，上述厚度值藉由测量上述衬底的一折射率(refractiveindex)，再推算而得。根据本专利技术，上述氢含量值藉由测量上述衬底的一消光系数(lightextinction coefficient)，经由消光系数与能带(band gap)关系推算出来。附图说明为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下 图1显示根据本专利技术的激光自动控制系统的一优选实施例的框图；以及图2显示根据本专利技术的激光自动控制方法的一优选实施例的流程图。附图中的附图标记说明如下100～衬底承载装置；102～测量装置；104～对比装置；106～激光装置；T1～衬底的氢含量值； T2～通知测量厚度的讯号；T3～衬底的厚度值； T4～激光能量值的对比结果。具体实施例方式以下请配合参考图1的激光自动控制系统的框图与图2的激光自动控制方法的流程图，以说明本专利技术的一优选实施例。激光自动控制系统请先参照图1，本专利技术的激光能量自动控制系统，主要包括一衬底承载装置100、一测量装置102、一对比装置104以及一激光装置106。衬底承载装置100可用来承载一将要施以激光处理的衬底，例如适用于薄膜晶体管(TFT)的非晶硅层，并且衬底承载装置100可传送衬底至测量装置102与激光装置106。测量装置102，用以测量衬底的一个厚度值与/或衬底的一个氢含量值。测量装置102例如为一椭圆仪(ellipsometry)，则可藉由测量衬底的一消光系数k(light extinction coefficient)，经由消光系数与能带(band gap)关系，便可推算出衬底的氢含量值。另外，衬底的厚度值可藉由测量上述衬底的一个折射率n(refractive index)，再推算而得。另外，衬底厚度也可以藉由一般反射仪(reflect meter)测量获得。由Mr.Tauc J.(1974)于Amorphous本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光能量自动控制系统，包括：　　　　一衬底承载装置，用以承载一衬底；　　　　一测量装置，用以测量上述衬底的一厚度值与上述衬底的一氢含量值；　　　　一对比装置，用以提供一氢含量临界值与各衬底厚度值与各激光能量值的一对比表，藉以评估上述氢含量值是否大于上述氢含量标准值，且以上述厚度值对比上述对比表所对应的一激光能量值；以及　　　　一激光装置，用以依据上述激光能量值施加一对应激光能量于上述衬底。

【技术特征摘要】
1.一种激光能量自动控制系统，包括一衬底承载装置，用以承载一衬底；一测量装置，用以测量上述衬底的一厚度值与上述衬底的一氢含量值；一对比装置，用以提供一氢含量临界值与各衬底厚度值与各激光能量值的一对比表，藉以评估上述氢含量值是否大于上述氢含量标准值，且以上述厚度值对比上述对比表所对应的一激光能量值；以及一激光装置，用以依据上述激光能量值施加一对应激光能量于上述衬底。2.如权利要求1所述的激光能量自动控制系统，其中上述测量装置包括一椭圆仪。3.如权利要求1所述的激光能量自动控制系统，其中上述对比装置包括一计算机。4.如权利要求1所述的激光能量自动控制系统，其中上述对比装置将上述氢含量值进行评估的方法包括若上述氢含量值大于上述氢含量标准值，则发出一警示信号；以及若上述氢含量值不大于上述氢含量标准值，则通知上述测量装置测量上述衬底的厚度值。5.如权利要求1所述的激光能量自动控制系统，其中上述对比装置以上述厚度值对比上述对比表所对应的一激光能量值的方法包括将上述测量装置所测量的上述衬底的厚度值传送至上述对比装置；藉由对比装置以上述厚度值对比上述对比表所对应的一激光能量值；以及将上述激光能量值传送至上述激光装置。6.如权利要求1所述的激光能量自动控制系统，其中上述氢含量值藉由测量上述衬底的一消光系数，经由消光系数与能带关系推算出来。7.如权利要求1所述的激光能量自动控制系统，其中上述厚度值藉由测量上述衬底的一折射率，再推算而得。8.如权利要求1所述的激光能量自动控制系统，其中上述衬底包括一非晶硅层。9.如权利要求6所述的激光能量自动控制系统，其中上述对比表藉由评估具有各种不同厚度的上述非晶硅层完全转变成一结晶硅层所需要的激光能量所建立。10.一种激光能量自动控制方法，包括提供一衬底；测量上述衬底的一氢含量值；评估上述氢含量值是否小于一氢含量临界值；若上述氢含量大于上述氢含量临界值，则发出一警示信号；若上述氢含量不大于上述氢含量临界值，则测量上述衬底的一厚度值；建立各衬底厚度值与各激光能量值的一对比表；藉由上述对比...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖龙盛，许建宙，曹义昌，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]